El suelo alcalino inhibe el crecimiento y la productividad de las plantas de chía (L.). Se ha informado que las microalgas como biofertilizantes inducen la tolerancia a la alcalinidad y mejoran el rendimiento y la calidad. Sin embargo, se conoce poca información sobre la influencia de la aplicación de microalgas en plantas medicinales, incluida la chía. Nuestros experimentos se realizaron para evaluar el efecto de cepas de microalgas de , , , y con dos métodos de aplicación, pulverización foliar y riego al suelo, sobre parámetros morfo-fisiológicos y bioquímicos, rendimiento, calidad de semillas y aceite, y perfiles de ácidos grasos de plantas de chía cultivadas en condiciones de suelo alcalino, así como sobre la actividad microbiana del suelo. Los resultados obtenidos revelan que ambos métodos de aplicación influyeron positivamente en el crecimiento y la productividad de las plantas de chía. Sin embargo, la aplicación foliar mostró diferencias significativas en los pesos frescos y secos de la hierba y en los pigmentos foliares, mientras que la aplicación por riego tuvo más efecto que la aplicación foliar en la etapa reproductiva. Las plantas de chía no tratadas mostraron un ligero descenso en el crecimiento, la productividad y el nivel de antioxidantes con un aumento en el contenido de Na. Sin embargo, las aplicaciones de microalgas mejoraron significativamente estos impactos, ya que indujeron un aumento en el crecimiento, los pigmentos foliares, el contenido total de proteínas y carbohidratos, el contenido de nutrientes, los rendimientos de semillas y aceite, así como un aumento en los ácidos grasos linoleico y linolénico, con una reducción en los ácidos grasos saturados, a saber, el ácido palmítico y el ácido láurico. El riego al suelo generó una mejora en la actividad microbiana del suelo y causó una reducción en el pH. El tratamiento con aplicación por riego resultó en un mayor rendimiento de semillas y aceite, con un aumento del 124 y 263.3% en el rendimiento de semillas y aceite, respectivamente.