El sésamo es un cultivo oleaginoso importante cultivado para el consumo humano en muchos países, con un alto valor comercial debido a su alta relación de ácidos oleico/linoleico (relación O/L). Sin embargo, sus propiedades pueden variar entre diferentes accesiones. En el estudio actual, se evaluaron 282 accesiones de sésamo para determinar los efectos de los rasgos agronómicos y los genotipos en la relación O/L. La relación O/L se correlacionó positivamente con las concentraciones de ácido oleico (C18:1), ácido esteárico (C18:0) y ácido mirístico (C14:0), así como con la longitud de la zona de la cápsula (CZL), el ancho de la cápsula (CW) y la longitud de la cápsula (CL), y se correlacionó negativamente con las concentraciones de ácido linoleico (C18:2) y ácido linolénico (C18:3), los días hasta la madurez (DTM), los días hasta la floración (DTF) y la altura del primer nudo portador de cápsulas (HFC) (< 0.05). Además, la relación O/L se vio afectada por el haplotipo, ya que las accesiones de sésamo Hap2 y Hap3 tenían relaciones O/L más bajas. Por lo tanto, sugerimos que el aumento y la disminución en los contenidos de C18:1 y C18:2 están asociados con el haplotipo. Se compararon un total de 25 rasgos agronómicos y composiciones de ácidos grasos mediante análisis estadístico, y se seleccionaron accesiones con una alta relación O/L. Los resultados de este estudio pueden utilizarse como base para futuras investigaciones sobre el desarrollo de nuevas variedades de sésamo mediante la mejora de la funcionalidad nutricional.