En este estudio, se analizaron 21 rasgos agronómicos (14 cuantitativos y 7 cualitativos) de 366 accesiones de germoplasma de ajo utilizando análisis de correlación, componentes principales y análisis de clúster. La diversidad genética se analizó mediante el método de agrupamiento por pares no ponderados con media aritmética (UPGMA). Se adoptaron métodos de muestreo aleatorio (R), por prioridad (P) y de desviación (D) para construir colecciones nucleares, y se evaluó su representatividad. Los recursos exhibieron una rica diversidad genética y se dividieron en cinco categorías. Se construyeron tres colecciones nucleares, R1, P1 y D1, y R1 y P1 se ajustaron a los principios de construcción de núcleos. Un total de 13 rasgos de R1 tuvieron varianzas y coeficientes de variación más altos, 15 rasgos de P1 mostraron diferencias significativas en varianza y 20 tuvieron coeficientes de variación más altos, y 16 rasgos de D1 exhibieron diferencias significativas en los valores medios en comparación con los de la población original. Por lo tanto, las tres colecciones nucleares tuvieron buena heterogeneidad, y el grupo P1 logró la mayor variación genética. Con base en los tres conjuntos, se construyeron 90 colecciones nucleares de ajo, que representan el 24.59% de los recursos totales. Estas colecciones nucleares proporcionan una base científica para el establecimiento y conservación de un vivero de recursos de germoplasma de ajo y la creación de nuevas variedades.