Medicago polymorpha es una especie naturalizada en Chile que presenta una gran varaibilidad en características agronómicas, tales como precocidad, producción de semilla, y producción de materia seca, asociada de un gradiente climático. Los objetivos de este trabajo fueron evaluar la diversidad isoenzimática en accesiones de M. polymorpha y su relación con la variabilidad fenotípica, y establecer posibles relaciones genéticas con otras especies de Medicago. Para esto se analizaron 12 sistemas isoenzimáticos en 41 accesiones de M. polymorpha, provenientes de un amplio rango de condiciones edafoclimáticas, y de 16 accesiones de M. arabica, M rotata, M. rigidula, M. tornata, M. littoralis y M. truncatula. Los resultados indicaron una escasa diversidad isoenzimática dentro de M. polymorpha, y una falta de correspondencia con la variabilidad fenotípica y distribución geográfica de las accesiones. El análisis multivariado permitió agrupar las especies en forma separada. M. arabica, que también está naturalizada en Chile, fue la especie mas cercana a M. polymorpha, en cambio, M. littoralis, M. rigidula y M. rotata fueron las especies que presentaron una mayor distancia genética con M. polymorpha.