La presencia de petróleo crudo en el suelo puede conllevar a la muerte de muchas especies vegetales que no logran aclimatarse a este contaminante. Sin embargo, existen plantas que tienen la capacidad de tolerar los hidrocarburos del petróleo en suelo, pero aún se desconocen las respuestas fisiológicas que adoptan estás plantas para sobrevivir en estos ambientes contaminados. El objetivo del trabajo fue evaluar el desempeño fisiológico de Haematoxylum campechianum y Tabebuia rosea en un suelo contaminado con diferentes concentraciones de petróleo y determinar su plasticidad fenotípica. Se parte de la hipótesis que las variables fisiológicas fueran menos afectadas en plantas de H. campechianum respecto a los individuos de T. rosea. Para ello, se estableció un experimento durante 292 días en un vivero con macetas que contenían un suelo contaminado con petróleo y en donde se sembraron 40 plántulas de H. campechianum y 40 de T. rosea (10 plantas por cada tratamiento). Se aplicaron cuatro tratamientos: control (C); concentración baja de petróleo (CB; 15,170 mg kg-1); concentración media de petróleo (CM; 15,300 mg kg-1); concentración alta de petróleo (CA; 15,600 mg kg-1). Se caracterizó las variables fisiológicas (intercambio de gases, transpiración, eficiencia del uso del agua, fluorescencia de la clorofila, contenido de clorofila, potencial hídrico y osmótico foliar e índice de plasticidad fisiológica). Se registró un incremento en la tasa fotosintética y transpiración en T. rosea, así como del rendimiento cuántico del fotosistema dos (ΦPSII) y eficiencia no fotoquímica (NPQ), al final del experimento con respecto al inicio en ambas especies y en todos los tratamientos. Los resultados fisiológicos reportaron que la tasa de transporte de electrones (ETR) presentó un decremento en el mismo periodo en todos los casos. H. campechianum presentó un incremento en la concentración de clorofila, mientras que T. rosea presentó un incremento de la Fv/Fm hacia el final del experimento. Las plantas de H. campechianum parecen presentar mayor capacidad de aclimatación respecto a T. rosea. Contrario a lo que se esperaba, se encontró una baja plasticidad fisiológica en ambas especies, derivado, en ambos casos, de un efecto de hormesis. Por otra parte, las plantas sometidas a la CB en el suelo contaminado presentaron un desempeño fisiológico superior al encontrado en las plantas control. T. rosea presentó mayor variabilidad en su respuesta fisiológica a las plantas de H. campechianum, lo que sugiere que podrían ser más sensibles a la presencia del petróleo en el suelo.