En este estudio se evaluó la calidad postcosecha de frutos de pitahaya (Hylocereus undatus Haw.) cosechados en tres estados de madurez: inicial, medio y completo, con 25-50, 50-75 y 75-100 % de color rojo en la cáscara, respectivamente. Los frutos fueron almacenados a 20 ± 2 °C. Se evaluaron características físicas y químicas durante 12 d y las fisiológicas por 8 d. La pérdida de peso al concluir el almacenamiento fue mayor (P ≤ 0.05) en frutos de madurez inicial (7.8 %) que con madurez media (6.1 %) y completa (5.6 %). El color de la cáscara varió (P ≤ 0.05) durante el almacenamiento y entre estados de madurez. Frutos con madurez media y completa concluyeron con valores de ángulo de matiz de 15.6 (rojo) y 8.6 (rojo morado), respectivamente, y los de madurez inicial con 31.7 (rojo-naranja). Firmeza, acidez titulable (AT), sólidos solubles totales (SST) y vitamina C, disminuyeron (P ≤ 0.05) durante el almacenamiento. La firmeza se mantuvo más alta en frutos de madurez inicial. La AT disminuyó alrededor de 80 % en los frutos de los tres estados de madurez, pero fue más alta en los cosechados con madurez inicial. Los SST tuvieron un descenso significativo (P ≤ 0.05) con valores °Brix más altos en frutos con madurez media y completa que en madurez inicial. La relación °Brix/acidez (RBA) fue similar en los primeros 4 d de almacenamiento, pero los frutos en madurez inicial mantuvieron por más tiempo (10 d) los valores óptimos de RBA (<40). La disminución de vitamina C fue mayor (P ≤ 0.05) en frutos con madurez inicial, mientras que la respiración fue mayor en frutos con madurez completa que con madurez inicial y media, y se observó un comportamiento no climatérico. La vida postcosecha para frutos con madurez media y completa fue entre 6 y 8 d, mientras que para madurez inicial fue 10 d, pero en estos últimos el color rojo menos intenso afectó la calidad.