Os insumos biológicos abrangem uma variedade de produtos que atuam como biofertilizantes, biopesticidas e bioherbicidas. A melancia é uma hortaliça da família das cucurbitáceas de grande importância socioeconômica no Brasil, sendo cultivada no brasil com uso de insumos biológicos, entretanto os efeitos destes bioinsumos no desempenho fisiológico destas plantas são pobremente conhecidos. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da inoculação com Trichoderma asperellum e Bacillus subtilis, isolados e em combinação, nas trocas gasosas, eficiência fotossintética, produtividade e qualidade dos frutos de dois cultivares de melancia, Olímpia e Liverpool, em condições de campo da região da Serra da Ibiapaba-CE. As trocas gasosas mensuradas com analisador de gás infravermelho (IRGA) e adicionalmente mensurou-se a produtividade e qualidade dos frutos. A inoculação das plantas com T. asperellum e B. subtilis, de forma isolada ou combinada, promoveu melhorias significativas nas trocas gasosas e produtividade e qualidade dos frutos de melancia. As plantas coinoculadas com T. asperellum e B. subtilis exibiram maiores taxas de assimilação liquida de CO 2 , de carboxilação e de transporte de elétrons bem como maior produtividade de frutos (28,4 kg ha -1 ). A cultivar Liverpool demonstrou melhor desempenho fisiológico e produtivo em comparação ao cultivar Olímpia. Além disso, os bioinsumos contribuíram para a redução da mortalidade de plantas e melhora na qualidade dos frutos. Os resultados indicam que o uso de T. asperellum e B. subtilis é uma alternativa viável para promover o crescimento, a eficiência fisiológica e a produtividade da melancia, contribuindo para sistemas de cultivo mais sustentáveis