En la actualidad, el chile es uno de los alimentos con mayor consumo en nuestro país debido a la gran variedad de formas en la que éste es cocinado siendo el condimento nacional por excelencia. Sin embargo, en los últimos años ha sido rechazado por ser irritante sin tomar en cuenta el efecto positivo de algunos de sus metabolitos presentes en este fruto que pueden aportar a la salud. Es necesario poner atención en las condiciones en las que el cultivo es desarrollado para obtener sus metabolitos. El objetivo de este trabajo fue comparar el contenido y capacidad antioxidante de compuestos fenólicos de chile serrano (Capsicum annum L.) con condiciones diferentes de sistema de cultivo (monocultivo y policultivo) y manejo agronómico (químico, orgánico e integral) bajo condiciones de invernadero. La cuantificación de compuestos fenólicos mostró que el sistema de policultivo con fertilización química fue el que presentó una mayor concentración de taninos condensados y flavonoides (29.42 ± 1.40 mg equivalente de (+)-catequina y 10.81 ± 0.89 mg equivalente de rutina/g de muestra, respectivamente). La evaluación de la capacidad antioxidante indico un mayor potencial antioxidante con la fertilización química (485.66 ± 13.06 mmol y 170.30 ± 13.43 mM) e integral (474.76 ± 21.50 mmol y 171.16 ± 16.82 mM) en ambos casos equivalentes de Trolox/g de muestra para el método de DPPH y ABTS, respectivamente. Por otra parte se observó que la mezcla integral potencializa la concentración de capsaicinoides (4.53 ± 0.61 mg equivalentes de capsaicina/g muestra). Los resultados sugieren que el sistema de policultivo y la fertilización química e integral son los más adecuados para impulsar la síntesis de estos metabolitos en éste género.