El cambio climático está afectando la viticultura global, aumentando las olas de calor y la sequía. El riego de precisión, respaldado por indicadores robustos del estado hídrico (WSIs), es inevitable en la mayor parte de la cuenca mediterránea. Uno de los WSIs más fiables es el potencial hídrico de la hoja, que se determina mediante un método intrusivo y que consume tiempo. El objetivo de este trabajo es discernir las variables más efectivas que están correlacionadas con el estado hídrico de las plantas e identificar las variables que mejor predicen. Se seleccionaron cinco variedades de vid cultivadas en la región del Alentejo (Portugal) y se sometieron a tres tratamientos de riego, comenzando en 2018: riego completo (FI), riego deficitario (DI) y sin riego (NI). El monitoreo de las plantas se realizó en 2023. Las mediciones incluyeron la conductancia estomática, el potencial hídrico antes del amanecer, el potencial hídrico del tallo, la termografía y los datos meteorológicos. Los WSIs, a saber, el potencial hídrico antes del amanecer y el potencial hídrico del tallo, respondieron de manera diferente según el tratamiento de riego. Las mediciones realizadas a media mañana y a mediodía demostraron ser incapaces de discernir entre tratamientos. Las mediciones a media mañana presentaron las mejores correlaciones entre los WSIs. El potencial hídrico antes del amanecer mostró las mejores correlaciones entre los otros WSIs y, en consecuencia, la mejor capacidad predictiva para estimar. Se entrenaron modelos de regresión de aprendizaje automático con datos meteorológicos, térmicos y para predecir, con modelos de conjunto mostrando un gran rendimiento.