Es bien sabido que la aplicación de trehalosa exógena puede mejorar la resistencia al calor de las plantas. Para investigar los mecanismos moleculares subyacentes mediante los cuales la trehalosa exógena induce resistencia al calor, se llevó a cabo una combinación de análisis fisiológicos y de transcriptoma. Los hallazgos revelaron un aumento significativo en la actividad de la superóxido dismutasa (SOD) y la peroxidasa (POD) tras el tratamiento con 5.0 mM de trehalosa en diferentes momentos. Además, los contenidos de prolina (PRO), trehalosa endógena y azúcar soluble mostraron un aumento significativo, mientras que el contenido de malondialdehído (MDA) disminuyó tras el tratamiento con 5.0 mM de trehalosa bajo estrés térmico de 24 h (38 grados C/29 grados C, 12 h/12 h). El análisis de RNA-seq demostró que los genes diferencialmente expresados (DEGs) estaban significativamente enriquecidos en la vía MAPK, la transducción de señales de hormonas vegetales, la biosíntesis de fenilpropanoides, la biosíntesis de flavonas y flavonoles, la biosíntesis de flavonoides y la vía de metabolismo de galactosa. La capacidad de eliminar radicales libres se mejoró, y la expresión de un gen de factor de choque térmico y dos genes de proteínas de choque térmico se reguló al alza en la planta de té. En consecuencia, se concluyó que la trehalosa exógena contribuye a aliviar el estrés térmico. Además, regula la expresión de genes involucrados en diversas vías cruciales para las condiciones de estrés térmico. Estos hallazgos proporcionan nuevas perspectivas sobre los mecanismos moleculares subyacentes a la mitigación del estrés térmico con trehalosa.