El calentamiento climático se reconoce como un factor que amenaza a las especies de plantas en las montañas mediterráneas. El ozono troposférico (O) también debe considerarse como otro factor de estrés relevante para estos ecosistemas, ya que los niveles actuales superan crónicamente los umbrales de protección de las plantas en estas áreas. El objetivo principal del presente estudio fue analizar la sensibilidad de cuatro gramíneas perennes mediterráneas al O y a la temperatura, basándose en el crecimiento de las plantas, los parámetros de intercambio de gases (fotosíntesis-A, conductancia estomática-g y eficiencia en el uso del agua-WUE), y el contenido de macronutrientes (N, K, Ca, Mg, P y S) y micronutrientes (B, Cu, Fe, Mn, Mo y Zn) foliares. Las especies seleccionadas fueron gramíneas que habitan diferentes hábitats mediterráneos, desde cumbres montañosas hasta praderas semiáridas. Las plantas fueron expuestas a cuatro tratamientos de O en cámaras de techo abierto, que iban desde niveles preindustriales hasta niveles superiores a los ambientales, representando los niveles futuros predichos. Se consideraron parcelas sin cámaras para estudiar el efecto del aumento de temperatura. A pesar de la tolerancia general de las gramíneas al O y a la temperatura en términos de crecimiento de biomasa, la WUE y la composición de nutrientes foliares fueron los parámetros más afectados. Las especies de gramíneas estudiadas mostraron cierto grado de similitud en su respuesta a la temperatura, más relacionada con la filogenia que con su tolerancia a la sequía. En algunas especies, el estrés por O o temperatura resultó en baja A o WUE, lo que puede obstaculizar potencialmente la tolerancia de las plantas al cambio climático. La relación entre los efectos del O y la temperatura sobre la composición de nutrientes foliares y las respuestas de las plantas en términos de crecimiento vegetativo, A, gs y WUE constituye una compleja red de interacciones que merece un estudio más profundo. En conclusión, tanto el O como la temperatura podrían estar modificando la capacidad de adaptación de las especies de gramíneas perennes mediterráneas al cambio global. La contaminación del aire debe considerarse entre los factores que impulsan los cambios en la biodiversidad en los hábitats de praderas mediterráneas.