Las enfermedades cardiovasculares son la causa más común de muerte en todo el mundo, destacando la contaminación atmosférica, y principalmente las partículas en suspensión, como el factor ambiental más peligroso. Para explorar las curvas de exposición-respuesta, los estudios epidemiológicos tradicionales se basan en modelos aditivos generalizados o lineales y numerosos trabajos han demostrado el riesgo relativo y la fracción atribuible de mortalidad/morbilidad asociada con la exposición a niveles elevados de partículas en suspensión. Un procedimiento alternativo, probablemente más efectivo, para abordar el problema anterior es el uso de modelos de aprendizaje automático, que son flexibles y a menudo superan a los métodos tradicionales debido a su capacidad para manejar tanto datos estructurados como no estructurados, así como tener la capacidad de capturar asociaciones e interacciones no lineales y complejas entre múltiples variables. Este estudio utiliza cinco técnicas avanzadas de aprendizaje automático para examinar la contribución de varios factores climáticos y contaminantes del aire a la mortalidad cardiovascular en la región del Mediterráneo Oriental, centrándose en Salónica, Grecia, y Limassol, Chipre, cubriendo los períodos 1999-2016 y 2005-2019, respectivamente. Nuestros hallazgos destacan que las fluctuaciones de temperatura y los principales contaminantes del aire afectan significativamente la mortalidad cardiovascular y confirman el mayor impacto en la salud de la temperatura y las partículas más finas. El análisis de rezagos realizado sugiere un efecto retardado de la temperatura y la contaminación del aire, mostrando un retraso temporal en los efectos sobre la salud tras la exposición a la contaminación del aire y las fluctuaciones climáticas, mientras que el análisis estacional sugiere que los factores ambientales pueden explicar una mayor variabilidad en la mortalidad cardiovascular durante la temporada cálida. En general, se concluyó que tanto las mejoras en la calidad del aire como las medidas adaptativas a los extremos de temperatura son críticas para mitigar los riesgos cardiovasculares en el Mediterráneo Oriental.