El sector agrícola enfrenta serios desafíos debido al cambio climático, poniendo en peligro la seguridad alimentaria global. Además de los impactos económicos, la disminución de la producción agrícola pone en peligro la nutrición, especialmente en poblaciones vulnerables. La implementación de acciones de mitigación y alternativas sostenibles se vuelve urgente. En este contexto, los metabolitos secundarios microbianos (MSMs) surgen como una solución prometedora. Algunas de estas moléculas tienen el potencial de fortalecer la salud del suelo, aumentar la resistencia de las plantas a las plagas y condiciones climáticas adversas, y mejorar la disponibilidad de nutrientes, por ejemplo, los LCOs (lipochitooligosacáridos) para mejorar la nodulación de leguminosas y varios otros cambios fisiológicos en la planta, y varios pirazinas con potencial de biocontrol. Sin embargo, aunque los beneficios potenciales son claros, la viabilidad industrial de utilizar comercialmente estos compuestos aún no se ha establecido completamente. Además, la conexión de la investigación académica sobre los MSMs con su papel potencial en la agricultura como bioinsumos sigue siendo limitada. Esta revisión tiene como objetivo contribuir a llenar los vacíos agregando información sobre la clasificación, aplicación y síntesis de estas moléculas. Además, discutimos estrategias y tecnologías que podrían mejorar el uso de los MSMs en la agricultura.