El estrés por bajas temperaturas (TS) limita la germinación de semillas de maíz (L.) y la producción agrícola. La exposición a TS durante la germinación inhibe el crecimiento de la raíz, provocando trastornos en la emergencia de plántulas. Aquí, nuestro objetivo fue analizar los cambios en la expresión génica en las raíces de semillas de maíz bajo TS comparando Demeiya1 (DMY1) y Zhengdan958 (ZD958) (las principales variedades del noreste de China) y exponiéndolas a dos temperaturas: 15 grados C (control) y 5 grados C (TS). TS disminuyó notablemente el crecimiento de la raíz, así como los pesos fresco y seco, mientras que aumentó los contenidos de prolina y malondialdehído en ambas variedades de prueba. Bajo el tratamiento de TS, los niveles de expresión de 5301 y 4894 genes fueron significativamente diferentes en las raíces de DMY1 y ZD958, respectivamente, y 3005 genes expresados diferencialmente coexistieron en las raíces de ambas variedades. La vía de biosíntesis de fenilpropanoides se implicó en la respuesta a TS en las raíces de maíz, y la peroxidasa puede ser un indicador importante para evaluar la tolerancia a bajas temperaturas durante la germinación del maíz. Los genes que codifican peroxidasa podrían ser genes candidatos importantes para promover la resistencia a bajas temperaturas en las raíces germinantes de maíz. Creemos que este estudio mejora el conocimiento de los mecanismos de respuesta y adaptación del proceso de germinación de semillas de maíz a TS y proporciona una base teórica para evaluar de manera eficiente la tolerancia a bajas temperaturas de las semillas de maíz y mejorar el rendimiento de germinación en condiciones adversas.