Tanto el estrés por sequía como el selenio exógeno (Se) provocan cambios en las características fisiológicas de las plantas, que son factores clave que afectan el rendimiento de los cultivos. Aunque se sabe que el Se es resistente a la sequía en los cultivos, sus mecanismos regulatorios fisiológicos internos no están claros. Este estudio analizó los efectos de la aplicación de selenio (SeA) en las actividades de las enzimas antioxidantes, los contenidos de sustancias osmorreguladoras y las características fotosintéticas de los tomates de invernadero bajo estrés por sequía y los mecanismos fisiológicos relacionados. Los resultados mostraron que el estrés por sequía inducía daño oxidativo en las células y aumentaba significativamente el contenido del producto de lipidación de membranas, el malondialdehído (MDA), y la sustancia osmorreguladora prolina (< 0.001) en comparación con el suministro adecuado de agua. El contenido de prolina en condiciones de estrés por sequía severo (W1) fue 9.7 veces mayor que el del suministro adecuado de agua (W3), y la aplicación foliar de SeA aumentó la actividad de la glutatión peroxidasa (GSH-PX), y la SeA indujo diferentes reacciones enzimáticas en las células bajo diferentes niveles de estrés por sequía; la catalasa (CAT) se indujo bajo estrés por sequía severo (< 0.01) y se incrementó significativamente en un 32.1% en comparación con el control de agua clara, CAT. La peroxidasa (POD) se indujo en condiciones de suministro adecuado de agua (< 0.01), lo que se incrementó significativamente en un 15.2%, y la SeA atenuó la lipidación de la membrana celular, lo que redujo el contenido de MDA en un promedio del 21.5% en comparación con el control de agua clara, y también promovió la fotosíntesis en el cultivo. Mientras tanto, a través del análisis del método de ponderación de entropía (TOPSIS) de los índices, se obtuvo la puntuación de evaluación integral más alta para el S5W3, seguido del tratamiento S2.5W3. Por lo tanto, este estudio enfatizó la importancia de la SeA para reducir el daño oxidativo y mejorar la fotosíntesis bajo estrés por sequía.