La finalidad de la investigación desarrollada fue aportar nuevos conocimientos sobre el cultivo del olivo, sobre su producto estrella, el aceite de oliva, y sobre los desechos generados en su producción, alperujo y hojas de olivo. De esta forma se cierra el ciclo formado por el cultivo, la producción de aceite y la gestión de residuos generados. Para ello, los objetivos que motivaron la realización de la tesis fueron varios, todos con el denominador común del binomio olivo/aceite de oliva y la metabolómica. (1) Conocer en profundidad los metabolitos secundarios que componen la fracción minoritaria del aceite de oliva virgen (VOO) y los métodos existentes en la bibliografía para determinarlos. (2) Desarrollar estrategias de análisis global y orientado de fracciones de interés del VOO para su implementación en programas de mejora de olivo destinados a la mejora del producto final, el VOO. Para ello, se ha utilizado equipamiento analítico de última generación basado en espectrometría de masas para identificar/cuantificar los metabolitos de interés. (3) Evaluar la aplicación de las estrategias de análisis metabolómico desarrolladas en el programa de mejora de olivo mediante el análisis de dos fracciones de gran interés en el VOO: los compuestos fenólicos y la fracción de ácidos grasos. (4) Estudiar el efecto en términos de calidad y estabilidad del enriquecimiento de aceites con extractos fenólicos procedentes de dos residuos del olivo: alperujo y hojas de olivo.