Se investigó la especie medicinal xerófita por sus respuestas fisiológicas y antioxidantes bajo un aumento del estrés por salinidad y la aplicación de biostimulantes foliares. A una salinidad moderada (10 dS/m de cloruro de sodio NaCl), el crecimiento de las plantas y la actividad fotosintética se vieron mejorados, mientras que una alta salinidad (20 dS/m) provocó reducciones significativas en la biomasa, la eficiencia fotosintética y la eficiencia en el uso del agua. El estrés oxidativo inducido por la salinidad se confirmó por niveles elevados de malondialdehído (MDA) y peróxido de hidrógeno (HO) en los tejidos superiores de las plantas. La aplicación foliar de dos compuestos bioactivos, Aquamin y Cultisano, mitigó parcialmente los efectos perjudiciales de la alta salinidad. Las plantas tratadas mantuvieron parámetros fotosintéticos más altos y mostraron un perfil antioxidante mejorado en comparación con los controles no tratados. Además, el análisis de GC-MS de aceites esenciales reveló que la salinidad alteró la composición de componentes volátiles clave, aumentando notablemente el contenido de -terpineno y reduciendo el de -cimeno. Los tratamientos con biostimulantes contrarrestaron estos cambios, mejorando componentes de terpeno como el -cimeno y el éter metílico de timol. En general, los hallazgos destacan el potencial de los biostimulantes para mejorar tanto la tolerancia a la sal como el valor fitoquímico, sugiriendo aplicaciones prometedoras en la agricultura sostenible y el desarrollo de productos vegetales de alto valor en condiciones salinas. Se concluyó que el tipo de biostimulante influyó significativamente en las características fisiológicas y de calidad de las plantas de hinojo marino. Se propone un estudio adicional sobre este tema, con el objetivo de mejorar la actividad antioxidante, lo cual es beneficioso para la salud humana.