El cambio climático global es una de las principales limitaciones que restringen el crecimiento, la producción y la sostenibilidad de las plantas en todo el mundo. Además, los esfuerzos de mejoramiento en los últimos años se han centrado en mejorar ciertos rasgos favorables de los cultivos, lo que ha llevado a cuellos de botella genéticos. El uso de parientes silvestres de cultivos (CWRs) para expandir la diversidad genética y mejorar la adaptabilidad de los cultivos parece ser un enfoque prometedor y sostenible para la mejora de cultivos en el contexto de los desafíos climáticos actuales. En esta revisión, presentamos el progreso que se ha logrado hacia la explotación de los CWRs para una mayor resiliencia contra los principales estresores abióticos (por ejemplo, la escasez de agua, el aumento de la salinidad y las temperaturas extremas) en cultivos de alto valor nutricional y económico, como el tomate, las legumbres y varios cultivos leñosos perennes. Los avances en tecnologías -ómicas han facilitado la elucidación de los mecanismos moleculares que pueden subyacer a la tolerancia al estrés abiótico. Los análisis comparativos de datos de secuenciación de genomas completos (WGS) y perfiles transcriptómicos (RNA-seq) entre cultivos y sus contrapartes silvestres han revelado información importante con respecto a la base molecular de la tolerancia a los estresores abióticos. Estos estudios han descubierto regiones genómicas, genes específicos de respuesta al estrés, redes de genes y vías bioquímicas asociadas con la resiliencia a condiciones adversas, como el calor, el frío, la sequía y la salinidad, y proporcionan herramientas útiles para el desarrollo de marcadores moleculares que se utilizarán en programas de mejoramiento. Los CWRs constituyen un recurso altamente valioso de diversidad genética, y al explotar todo el potencial de este amplio banco de alelos, se pueden introgresar nuevos rasgos que confieren tolerancia al estrés abiótico en variedades cultivadas, lo que lleva a genotipos superiores y resilientes. Los futuros programas de mejoramiento pueden beneficiarse enormemente de la utilización de los CWRs para superar los desafíos de producción de cultivos que surgen de condiciones ambientales extremas.