Los cultivos de legumbres son ricos en valor nutricional y juegan un papel crucial en la sostenibilidad alimentaria global. Al igual que muchos otros cultivos, se ven afectados por diversas tensiones abióticas que reducen el rendimiento y la calidad de las semillas, amenazando así la seguridad alimentaria. Se han propuesto varias estrategias para mitigar estos efectos y mejorar el rendimiento. Entre ellas, el uso de bioestimulantes ofrece un enfoque sostenible y eficiente para mejorar la tolerancia al estrés a corto plazo. Sin embargo, los mecanismos moleculares subyacentes a los efectos de moléculas individuales o combinadas siguen siendo poco comprendidos y podrían influir significativamente en el desarrollo de cultivos editados con una mayor tolerancia al estrés a largo plazo. La melatonina (MT) ha surgido como un bioestimulante versátil, proporcionando múltiples beneficios en diferentes especies de cultivos. Dada su función clave en los procesos fisiológicos de las plantas, junto con la producción endógena, la identificación de receptores y las funciones de señalización, se ha sugerido que actúa como una molécula similar a una hormona. No obstante, la respuesta molecular desencadenada por su aplicación sigue bajo investigación, particularmente en especies de legumbres. Esta revisión explora el estado actual de las aplicaciones de MT para aliviar el estrés abiótico en cultivos de legumbres, con énfasis en la sequía, la salinidad, los metales/metaloides y el estrés térmico. Integramos evidencia bioquímica, molecular y fisiológica para resaltar las principales lagunas científicas respecto a la función de MT en las legumbres. Finalmente, discutimos las perspectivas biotecnológicas de combinar MT con herramientas modernas de mejoramiento, así como estrategias para su entrega y producción sostenible.