Se estimó el secuestro de carbono y uso de agua en seis sistemas silvopastoriles basados en la combinación de Brachiaria brizantha e Hyparrhenia rufa con especies maderables nativas en el trópico seco. Se empleó un diseño experimental de bloques completos al azar con parcelas divididas, donde las pasturas (B. brizantha e H. rufa) fueron las parcelas principales y los maderables (Dalbergia retusa, Dyphisa robinioides y Pithecellobium saman) las subparcelas. Se evaluó el carbono total en la biomasa aérea (árbol y pastura) y debajo del suelo (suelo y raíces), y la transpiración arbórea mediante el método de “flujo de savia” usando 18 individuos (3 repeticiones por especie arbórea por pastura). El mayor almacenamiento de carbono en la biomasa aérea la realizó D. robinoides (4,4 t C/ha), y en la pastura, B. brizantha con P. saman (5,8 t C/ ha). La mayor acumulación de C en raíces finas (d < 2 mm) se encontró en los primeros 20 cm del suelo. La mayor cantidad de carbono en raíces se encontró en árboles que crecieron con B. brizantha (1,1 t C/ha) y en pasturas que crecen con la asociación B. brizantha y D. robinioides (1,5 t C/ha). El 55% de C en el suelo se encontró en los primeros 20 cm. La mayor transpiración se encontró en D. robinioides (1,5 mm/día) y la menor, en P. saman (0,3 mm/día). Los sistemas silvopastoriles evaluados resultaron promisorios gracias a su alto secuestro de carbono y su uso de especies maderables con alta eficiencia de uso de agua.