Las altas temperaturas durante la temporada de crecimiento de los cultivos se están volviendo más frecuentes e impredecibles, lo que resulta en una reducción de la productividad y calidad de los cultivos. El estrés térmico interrumpe los procesos metabólicos de las plantas que afectan la composición e integridad de las membranas celulares. Se han evaluado la permeabilidad de la membrana celular, la fuga de iones y las proteínas de choque térmico para seleccionar la tolerancia al calor en las plantas. En las papas, no está claro si la estabilidad de la membrana foliar bajo estrés térmico está correlacionada con la productividad y calidad de los tubérculos subterráneos. El objetivo principal de este estudio fue evaluar si la conductividad eléctrica relativa de la membrana foliar (REC) bajo altas temperaturas podría usarse para identificar genotipos de papa tolerantes al calor. Se realizaron ensayos de fuga de electrolitos, estimaciones de correlación y estudios de asociación a nivel genómico en 215 genotipos. Se evaluaron los niveles de expresión de la pequeña proteína de choque térmico 18 (sHSP18) en la variedad de papa sensible al calor Russet Burbank y se compararon con los de la variedad tolerante al calor Vanguard Russet utilizando Western blotting. Se observaron diferencias significativas entre los genotipos para la REC de la membrana foliar bajo calor extremo (50 grados C); los valores de REC variaron del 47.0 al 99.5%. La REC de la membrana foliar se correlacionó positivamente con los defectos externos e internos de los tubérculos y negativamente con el rendimiento. La REC se correlacionó negativamente con el contenido de varios minerales en los tubérculos, como nitrógeno, magnesio y manganeso. Se identificaron once loci de rasgos cuantitativos (QTL) para la REC de la membrana foliar, explicando hasta el 13.8% de la varianza fenotípica. La anotación de genes en las áreas de QTL indicó asociaciones con genes que controlan el transporte de solutos en la membrana y las respuestas de las plantas a los estreses abióticos. Vanguard Russet tuvo una menor REC foliar y una mayor expresión de sHSP18 bajo estrés por altas temperaturas. Nuestros hallazgos indican que la REC de la membrana foliar bajo altas temperaturas puede usarse como un indicador de la tolerancia al calor en las papas.