El índice de estabilidad oxidativa (OSI) y la composición de ácidos grasos (AG) de los aceites de oliva virgen extra (AOVE) son parámetros clave en la caracterización de nuevas variedades en programas de mejoramiento. Su determinación a través de métodos tradicionales (Rancimat y cromatografía de gases, respectivamente) es costosa y consume tiempo. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar procedimientos analíticos rápidos y rentables. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el uso potencial de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) para analizar el OSI y la composición de AG en AOVEs. Un total de 318 muestras procedentes de diferentes orígenes fueron evaluadas utilizando tanto el analizador FT-NIR MPA como los instrumentos MicroNIR en modo de transmitancia, con longitudes de onda que van desde 1100 hasta 2500 nm y de 908 a 1676 nm, respectivamente. Se obtuvieron diferentes precisiones en los modelos desarrollados para los diferentes rasgos evaluados, con modelos más simples (utilizando un menor número de variables latentes) para el analizador MPA en todos los casos. Además, se obtuvieron resultados consistentes entre los instrumentos para la partición de la varianza y la estimación de la heredabilidad, y la clasificación confiable de genotipos a partir de uno de los conjuntos de muestras probados. En resumen, los modelos derivados de la regresión PLS utilizando datos espectroscópicos de ambos instrumentos demostraron resultados prometedores en la determinación de estos rasgos de AOVE, facilitando su evaluación y selección de genotipos, especialmente en programas de mejoramiento.