El uso de agua de mar desalinizada (DSW) para riego en regiones semiáridas está ganando terreno. La tolerancia de los cítricos a los iones que predominan en DSW y al estrés hídrico depende del portainjerto. Se aplicó riego deficitario a los limoneros regados con DSW e injertados en portainjertos con diferente tolerancia (CM) y naranja agria (SO). Las plantas fueron regadas con DSW o tratamiento de Control (agua destilada), y, 140 días después, se iniciaron los tratamientos de riego: riego completo (FI) o DI (50% del volumen aplicado a FI). Después de 75 días, se encontraron diferencias entre las plantas CM y SO regadas con DSW y bajo DI. Las mayores concentraciones de Cl y Na en CM y B en SO fueron las principales causas de la reducción del crecimiento de los brotes. El ajuste osmótico de las plantas CM fue posible gracias a la acumulación de Na, Cl y prolina, pero SO no logró ajustarse osmóticamente. En las plantas CM y SO, la reducción de la fotosíntesis se debió a niveles más bajos de clorofila, pero también a factores estomáticos (plantas CM) o alteraciones de la maquinaria fotoquímica (plantas SO). Finalmente, a diferencia de CM, SO tenía un buen sistema antioxidante. En el futuro, conocer las diferentes respuestas de CM y SO bajo estas condiciones estresantes podría ser útil en las áreas de cultivo de cítricos.