Con el objetivo de caracterizar el suelo del agroecosistema maíz con los sistemas de producción convencional, agroecológico y mixto, para documentar e identificar estrategias que consideren los aspectos ambientales, sociales y económicos que conlleven a alternativas para la producción sostenible, se estudiaron las propiedades físico-químicas y biológicas de 35 muestras obtenidas en 28 ejidos de la región Frailesca, interpretadas con la Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000. Los resultados indican una acidez generalizada para los tres sistemas con un pH de 5.05, 5.25 y 5.24, la capacidad intercambio catiónico es baja (13.96, 12.54, y 14.95 cmol(+) kg‑1) y niveles medios de materia orgánica (3.5, 2.58 y 3.45%). Así mismo, los macronutrientes, como el fósforo se encuentra en niveles altos (75.36, 74.78 y 45.05 mg kg‑1) y el potasio se encontró en niveles bajos (3.86, 3.12 y 2.66 mg kg‑1) y los micronutrientes se encuentran en niveles medios como el hierro (3.24, 2.03 y 2.62 mg kg‑1) y boro (1.58, 1.06 y 1.37 mg kg-1). Para el caso de la textura del suelo presentan suelos franco-arcillo-arenoso y franco-arenoso. Desde el punto de vista de las características biológicas del suelo, la macrofauna con el sistema agroecológico reportó mayor diversidad de seres vivos de acuerdo al índice de Shannon y Weaver (H’ = 1.121), destacan coleópteros, anélidos, himenópteros, isópteros y gasterópodos. En ese mismo sentido, para el caso de microorganismos sobresale en diversidad de microorganismos (H’ = 1.121) reportando entomopatógenos (Beauveria bassiana y Metarhizium anisopliae), fijadores de nitrógeno (Rhizobium, Azotobacter y Azospirillum) y hongos patógenos como Rizhoctonia, Fusarium y Alternaria y el sistema con menor diversidad fue el convencional con H’ = 0.789. Bajo estas condiciones el suelo, es necesario una estrategia que permita aumentar la calidad y las prácticas de agricultura puedan ser sostenibles.