The aim of the present work was to optimize the main experimental variables of a procedure using HS-SPME/GC-MS as the analytical methodology to establish the profile of the volatile compounds present in aerial parts of Hedeoma multiflorum Benth. The influence of the type of fiber, equilibrium time, extraction time and extraction temperature on the composition of the volatile compounds was determined using response surface methodology (RSM), and the parameters of the models were corroborated by multiple linear regressions. The results showed that the regression models generated adequately explained the data variation and represented the relationships between the parameters and their responses. The optimal analysis conditions from the contour plots were established (DVB/CAR/PDMS fiber, with a 10 min equilibrium time, 10 min extraction time, and 40°C). Under these conditions, 41 volatile components in the whole plant were determined, which represents more than those reported using hydrodistillation.El objetivo del presente trabajo fue optimizar las principales variables experimentales de un procedimiento HS-SPME/GC para establecer el perfil de compuestos volátiles presentes en la parte aérea de Hedeoma multiflorum Benth. Se determinó la influencia de las variables tipo de fibra, tiempo de equilibrio, tiempo de extracción y temperatura de extracción sobre la composición de los volátiles, utilizando una met odología de superficie de respuesta (RSM) y los parámetros del modelo se corroboraron por regresión lineal múltiple. Los resultados demostraron que los modelos de regresión generados explican adecuadamente la variación de los datos y representaron significativamente las relaciones reales entre los parámetros y sus respuestas. Las condiciones óptimas de análisis fueron establecidas (DVB/CAR/PDMS, con un tiempo de equilibrio de 10 minutos, un tiempo de extracción de 10 minutos y trabajando a 40°C). Utilizando esta metodología, se determinaron 41 componentes volátiles en planta entera, más que los reportados mediante hidrodestilación.