Influenciado pela crescente preocupação com a saúde e bem-estar, os alimentos funcionais vêm ganhando destaque nos últimos anos. Entre eles, a chia (Salvia hispanica L.) vem se destacando por sua composição em ácido graxos e compostos bioativos, como os fenólicos, associados a propriedades antioxidantes. O manejo adequado da cultura, especialmente no que diz respeito à fertilização fosfatada, é fundamental, pois o fósforo exerce papel essencial em diversos processos metabólicos, como síntese de ácidos nucleicos, transferência de energia, formação de fosfolipídios e regulação da produção de metabólitos secundários. Assim, a disponibilidade desse nutriente pode influenciar diretamente a qualidade nutricional das sementes, sendo importante avaliar esse efeito em sementes claras e escuras de chia. Nesse contexto, compreender a resposta da chia à adubação fosfatada (P2O5) é fundamental para aprimorar práticas de manejo e potencializar atributos nutricionais relevantes para o mercado de alimentos funcionais. O presente estudo teve como objetivo avaliar o impacto de doses de fósforo (0, 50 e 100 kg ha⁻¹) na composição nutricional, propriedades antioxidantes e funcionais das sementes de chia escura (CE) e clara (CC). Foram realizadas análises proximais, compostos fenólicos, atividade antioxidante, perfil de ácidos graxos e fitoesterois. Os resultados obtidos demonstraram que a adubação fosfatada promoveu alterações significativas nas características químicas das sementes, com respostas diferenciadas entre os genótipos avaliados. Nas sementes escuras, verificou-se aumento expressivo no teor de lipídios, variando de 24 a 33 g 100 g⁻¹, enquanto para as sementes claras o aumento foi de 29 para 34 g 100g-1 entre as diferentes doses de P2O5 aplicadas. Em ambos os genótipos, houve redução no teor de carboidratos, sendo de aproximadamente 28% para CE e 32% para CC. Os resultados sugerem que a aplicação de fósforo na adubação da chia, pode ter favorecido o redirecionamento metabólico para a síntese de lipídios, reduzindo a fração de carboidratos. A aplicação de 100 kg ha⁻¹ de P₂O₅, aumentou o teor de proteínas em 8,20% na CE, e em 13,62% na CC. A adubação fosfatada promoveu aumento nos teores de compostos fenólicos totais, tanto para CE (15,35 a 36,48%) quanto para CC (47,33 a 98,66%), refletindo em aumento da atividade antioxidante. A análise do perfil fenólico e de ácidos orgânicos, identificou o a vanilina, como composto majoritário, seguido pelo ácido nicotínico e rutina. Quanto aos ácidos graxos, observou-se predominância do ácido linolênico (ômega-3), particularmente nas sementes submetidas à maior dose (100 kg ha⁻¹) de P₂O₅ (57 e 56 mg 100 g⁻¹ óleo, para CE e CC respectivamente), evidenciando a influência do fósforo na modulação da composição lipídica. Além disso, a adubação fosfatada influenciou positivamente o perfil de fitoesteróis, sendo identificados β-sitosterol, campesterol e estigmasterol, com predominância do βsitosterol e maiores teores nas sementes de chia clara. Os resultados obtidos mostraram que dentre as doses de P₂O₅ testadas, recomenda-se a utilização da maior dose (100 kg ha-1 ) para a melhoria dos atributos nutricionais e funcionais de sementes claras e escuras de chia. A aplicação adequada de fósforo contribui para intensificar o valor agregado das sementes, reforçando o potencial da cultura no contexto de alimentos funcionais.