La autopoliploidiación es crítica para la evolución y la reproducción de las plantas, pero los estudios sistemáticos sobre sus efectos en las plantas leñosas siguen siendo limitados. Para abordar esta brecha, se llevó a cabo una investigación sistemática que abarcó las variaciones inducidas por la autopoliploidiación en dos cultivares de jujube autotetraploides y sus contrapartes diploides a través de niveles morfológicos, citológicos y metabólicos en el presente estudio. En comparación con los diploides, los jujubes autotetraploides exhibieron hojas, flores y frutos más grandes, pero un fenotipo enano con una reducción en la producción de frutos. Además, se observaron una disminución en la densidad estomática de las hojas y una viabilidad del polen debilitada en los jujubes autotetraploides. El análisis metabolómico reveló además que los frutos autotetraploides acumularon mayores contenidos de azúcares solubles, flavonoides, fenoles y alcaloides, pero contenían menores contenidos de aminoácidos. Basado en la cuantificación de fitohormonas en hojas mediante LC-MS/MS, identificamos seis hormonas comunes que se acumularon de manera diferencial en ambas comparaciones de cultivares. Notablemente, las seis mostraron patrones de alteración consistentes entre los dos pares de autotetraploide-diploide. En conjunto, estos hallazgos mejoran nuestra comprensión de cómo la autopoliploidiación influye en el metabolismo secundario, la arquitectura de las plantas y la homeostasis hormonal en las plantas leñosas.