Los patógenos vasculares son los agentes causales de algunas de las enfermedades vegetales más devastadoras del mundo, que pueden causar, bajo condiciones específicas, la destrucción de cultivos enteros. Estos patógenos vegetales activan una serie de reacciones fisiológicas e inmunitarias en la planta huésped tras la infección, lo que puede desencadenar la proliferación de un microbioma específico para combatirlos, entre otras cosas, inhibiendo su crecimiento y/o compitiendo por espacio. Hoy en día, se ha demostrado que el microbioma vegetal puede ser modificado mediante el trasplante de miembros específicos del microbioma, con resultados emocionantes para el control de enfermedades vegetales. Sin embargo, su aplicación práctica en la agricultura para el control de patógenos vasculares de plantas se ve obstaculizada por el conocimiento limitado de la endosfera vegetal y, en particular, del nicho del xilema. En esta revisión, presentamos una visión general completa de cómo ha evolucionado la investigación sobre el microbioma vegetal durante las últimas décadas para desentrañar los factores y las complejas interacciones que afectan a las comunidades microbianas asociadas y su entorno circundante, centrándonos en las comunidades microbianas que habitan los vasos del xilema de los olivos (Olea europaea subsp. europaea), el cultivo leñoso más antiguo e importante de la cuenca mediterránea. Para ello, hemos destacado el papel de la composición del xilema y sus microorganismos asociados en las plantas, describiendo los enfoques metodológicos explorados para estudiar la microbiota del xilema, comenzando por los métodos utilizados para extraer comunidades microbianas del xilema hasta su evaluación mediante enfoques dependientes de cultivo y secuenciación de nueva generación. Además, hemos categorizado algunos de los factores bióticos y abióticos clave, como el nicho y el genotipo de la planta huésped, el medio ambiente y la infección con patógenos vasculares, que pueden ser determinantes potenciales para afectar críticamente la fisiología y el estado de salud del olivo en un contexto de holobionte (huésped y sus organismos asociados). Finalmente, hemos esbozado direcciones futuras y desafíos para los estudios del microbioma del xilema basados en los recientes avances en biología molecular, centrándonos en metagenómica y culturomics, y análisis de redes bioinformáticas. Una mejor comprensión del microbioma del xilema del olivo contribuirá a facilitar la exploración y selección de microorganismos clave específicos que pueden vivir en estrecha asociación con los olivos bajo una variedad de condiciones ambientales/agronómicas. Estos microorganismos podrían ser objetivos ideales para el diseño de consorcios microbianos que puedan aplicarse mediante tratamientos de endoterapia para prevenir o controlar enfermedades causadas por patógenos vasculares o modificar la fisiología y el crecimiento de los olivos.