El agroecosistema milpa es un policultivo desarrollado en Mesoamérica, ampliamente variable entre climas y regiones. Un ejemplo relevante es la Península de Yucatán, que posee sistemas de milpa altamente diversos, basados en el conocimiento ancestral maya. Las milpas tradicionales han sido ampliamente estudiadas y descritas como modelos de manejo sustentable, basadas en ciclos largos de roza-tumba-quema en áreas de bosque. Sin embargo, debido a procesos de modernización e intensificación han aparecido nuevas variantes de milpa. El objetivo de este estudio fue evaluar la sustentabilidad de tres sistemas de milpa (tradicional, continua y mecanizada) en cuatro casos en la Península, con énfasis en la suficiencia alimentaria, la inclusión social y la adopción de innovaciones promovidas por un proyecto de desarrollo. Se utilizó el Marco para la Evaluación de Sistemas de Manejo usando Indicadores (MESMIS) por su enfoque flexible y participativo. Se obtuvo información mediante entrevistas y talleres con agricultores y técnicos participantes. Los resultados muestran rendimientos de cultivos menores en las milpas tradicionales, pero con menor costo de insumos y uso de pesticidas y más prácticas de conservación de suelos. En contraste, las milpas continuas tuvieron los mayores valores en diversidad de cultivos, seguridad alimentaria, inclusión social y adopción de innovaciones. Las milpas mecanizadas tuvieron menores costos de control de arvenses. La rentabilidad de cultivos comerciales y la proporción de bosque fueron altas en todos los sistemas. Las innovaciones más adoptadas incluyeron el arreglo topológico de cultivos y el uso de residuos como acolchados. Sin embargo, muchas innovaciones no están adaptadas a las condiciones locales, ni promueven estrategias de adaptación al cambio climático. La participación de mujeres y jóvenes es baja, especialmente en milpas tradicionales. A pesar de las diferencias regionales entre estudios de caso, fue posible desarrollar un conjunto común de criterios e indicadores, con un alto nivel de participación de los agricultores a lo largo del proceso.