Aunque la metabolómica se utiliza ampliamente para evaluar los efectos perjudiciales de los antibióticos y caracterizar la respuesta al estrés, las relaciones entre los metabolitos y los puntos finales biológicos tras la exposición a antibióticos siguen siendo desconocidas. En nuestro estudio, expusimos semillas de ray-grass a sulfametoxazol durante cinco días. Los resultados mostraron que el sulfametoxazol inhibió el crecimiento de las plantas (entre un 12.90 y un 85.83%). También disminuyó el contenido de clorofila (entre un 35.40 y un 93.32%), el contenido de carotenoides (entre un 32.76 y un 90.18%) y la permeabilidad celular de las raíces (entre un 98.43 y un 99.29%), pero aumentó la concentración de especies reactivas de oxígeno (ERO) en las raíces (tasa de aumento: de 11.32 a 137.36 veces). Además, altas concentraciones de sulfametoxazol aumentaron las actividades de la superóxido dismutasa (SOD), peroxidasa (POD) y catalasa (CAT). Para elucidar la asociación entre metabolitos y puntos finales biológicos, realizamos un análisis de mínimos cuadrados parciales ortogonales. Los resultados mostraron que el sulfametoxazol alteró significativamente seis vías metabólicas. Entre los metabolitos modulados por el sulfametoxazol, los aminoácidos afectaron principalmente el crecimiento de las raíces y la concentración de ERO, mientras que los carbohidratos estaban sustancialmente asociados con el efecto del sulfametoxazol en la permeabilidad celular. Muchos metabolitos tuvieron efectos contrastantes. Por ejemplo, algunos metabolitos aumentaron el peso fresco de las raíces y mejoraron la permeabilidad celular al disminuir los niveles de ERO y las actividades de SOD, POD y CAT. Por el contrario, algunos metabolitos afectaron negativamente el peso fresco de las raíces y la permeabilidad celular al aumentar los niveles de ERO y las actividades de SOD, POD y CAT. Estas observaciones aportan nuevas perspectivas sobre las respuestas del ray-grass al estrés inducido por sulfametoxazol.