La necesidad de mejorar la sostenibilidad del agroecosistema para asegurar los rendimientos, minimizar los impactos ambientales y mejorar la salud del suelo es ampliamente reconocida. Los sistemas de producción orgánica son una de las estrategias que pueden utilizarse para mitigar las repercusiones ambientales negativas de la agricultura convencional. En el presente estudio, comparamos el impacto de los sistemas de producción convencional y orgánica en el rendimiento y calidad de almendras de dos cultivares en laderas marginales en el sureste de España. Nuestros hallazgos muestran que el sistema de producción orgánica en árboles de almendro de secano tiene efectos positivos en ciertos parámetros de calidad de las almendras, con una ligera disminución en el rendimiento de almendras, específicamente 9.5% para el cv. y 1.3% para el cv. , con respecto al sistema convencional. Los resultados obtenidos han variado según el cultivar. Se han obtenido diferencias estadísticamente significativas para el cv. en el contenido de azúcar (54.4 y 49.8 g kg en orgánico y convencional, respectivamente) y el contenido total de fenoles (3.41 y 2.46 g GAE kg para orgánico y convencional, respectivamente). En el caso del cv. , se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los sistemas orgánico y convencional para la actividad antioxidante (14.8 vs. 8.68 mmol Trolox kg, DPPH), contenido de ácidos grasos (229 vs. 188 g kg peso seco), ácidos grasos saturados (36 vs. 28.7 g kg peso seco), ácidos grasos monoinsaturados (113 vs. 110 g kg peso seco) y ácidos grasos poliinsaturados (60.3 vs. 49.6 g kg peso seco). Aquí mostramos por primera vez cómo un sistema orgánico de secano permite obtener almendras de mayor calidad, específicamente con un mayor contenido de fitoquímicos beneficiosos para la salud, lo cual, junto con el precio más alto en comparación con las almendras convencionales, podría compensar las pérdidas de rendimiento mientras se preserva la sostenibilidad de los agroecosistemas marginales.