Una predicción general de la teoría ecológica es que el cambio climático favorecerá a las especies de plantas no indígenas invasoras (NIPS) sobre las especies nativas. Sin embargo, la ventaja de aptitud relativa que disfrutan las NIPS a menudo se ve afectada por la limitación de recursos y potencialmente por eventos climáticos extremos como la sequía. Las restricciones genéticas también pueden limitar la capacidad de las NIPS para adaptarse a las condiciones climáticas cambiantes. En este estudio, investigamos evidencia de la posible ventaja de las NIPS bajo el cambio climático en dos gramíneas estipoides perennes simpátricas del sureste de Australia, la NIPS y la nativa. Comparamos el crecimiento y la reproducción de ambas especies bajo sequías, temperaturas y regímenes de CO en el año 2050 en un experimento de simulación climática al aire libre multifactorial, hipotetizando que la ventaja de las NIPS sería mayor bajo condiciones de crecimiento más favorables. También comparamos la variación cuantitativa y la heredabilidad de los rasgos de crecimiento en poblaciones de ambas especies recolectadas a lo largo de un transecto climático de 200 km. En contraste con nuestra hipótesis, encontramos que la NIPS fue menos receptiva al calentamiento invernal pero mantuvo una mayor producción reproductiva durante la sequía primaveral. Sin embargo, la expansión general de los tussocks fue mucho más rápida en la nativa, y por lo tanto mantuvo una ventaja de aptitud general sobre la NIPS en todos los regímenes climáticos. También exhibió una variación cuantitativa similar o menor y una heredabilidad de rasgos de crecimiento que dentro de las poblaciones, pero una mayor variabilidad entre poblaciones, probablemente reflejando una compleja historia de introducción pasada. Encontramos alguna evidencia de que un calentamiento adicional en primavera aumenta el impacto de la sequía en la reproducción, pero no que el aumento del CO atmosférico mejora la severidad de la sequía. En general, concluimos que la ventaja de las NIPS bajo el cambio climático puede estar limitada por una falta de receptividad a los principales impulsores climáticos, una variabilidad genética reducida en poblaciones en los bordes de su rango y complejas interacciones entre sequía y CO.