La castaña es una especie de árbol forestal de importancia económica, y sus flores poseen funciones como repeler mosquitos, matar bacterias y eliminar el calor. Sin embargo, los mecanismos regulatorios de los compuestos orgánicos volátiles (COV) en la castaña aún no están claros. Este estudio analizó los contenidos de los principales compuestos volátiles y los niveles de expresión génica relacionados en las flores de castaño durante la etapa inicial de floración (EIF) y la etapa de floración completa (EFC) utilizando técnicas de metabolómica y transcripción. En total, se detectaron 926 compuestos volátiles, principalmente terpenos, compuestos heterocíclicos y ésteres. La acetylenona, el estireno y el beta-pineno tenían contenidos que superaban el 5% en las flores de castaño en EFC. En total, 325 metabolitos diferenciales entre EIF y EFC se enriquecieron significativamente ( < 0.05) en las vías biosintéticas de sesquiterpenos y triterpenos, así como en la vía metabólica del etilbenceno. En total, 31 genes expresados diferencialmente (GED) estaban relacionados con la biosíntesis de terpenoides. Solo había dos GED relacionados con la vía metabólica del etilbenceno. En resumen, identificamos los componentes volátiles de las flores de castaño y analizamos los cambios en los contenidos de los principales compuestos volátiles en las flores y los patrones de expresión de los genes relacionados. Los resultados de la investigación son útiles para comprender la regulación de los COV en las flores de castaño.