Este estudio investiga el impacto del cambio climático en parámetros fisiológicos clave de cultivares de vid autóctonos griegos (Savvatiano, Muscat, Assyrtiko, Mavrodafni, Moschofilero y Agiorgitiko), utilizando Sauvignon blanc y Merlot como referencias. El objetivo era identificar genotipos con una mayor dinámica fotosintética y eficiencia en el uso del agua (WUE) bajo estrés térmico y examinar el papel del enriquecimiento de CO en la modulación de estas respuestas. Las mediciones de intercambio de gases mostraron que la exposición a corto plazo a niveles elevados de CO (e[CO]) (es decir, 700 ppm) mejoró la fotosíntesis en un 37-64%, 77-89% y 18-68% bajo regímenes de estrés térmico control, moderado y severo (23, 35 y 40 grados C), respectivamente. El enriquecimiento de CO también mejoró la WUE en un 61-122%, 96-138% y 11-63%, con los mayores beneficios a 30-33 grados C, dependiendo del genotipo. Los cultivares con una fuerte capacidad fotosintética saturada de CO y estomas pequeños, como Sauvignon blanc y Mavrodafni, mostraron una mayor estimulación fotosintética y mejora de la WUE por el aumento de CO. Los rasgos estomáticos influyeron en la fotosíntesis bajo CO ambiental (a[CO]) pero no bajo e[CO]. De las variedades blancas examinadas, Sauvignon blanc y Savvatiano mostraron el mejor rendimiento bajo la combinación de e[CO] y estrés térmico, mientras que Assyrtiko y Muscat se adaptaron mejor a altas temperaturas en a[CO]. Entre los cultivares rojos, Mavrodafni mostró la mayor eficiencia fotosintética en ambas condiciones de CO, incluso bajo estrés térmico. Los hallazgos actuales indican que las variedades de vid exhiben respuestas diferenciales a temperaturas elevadas y niveles de CO. Por lo tanto, una comprensión integral de las respuestas de la vid a las condiciones de estrés es esencial para la selección de cultivares con una mejor adaptación al cambio climático.