El objetivo de este estudio consistió en evaluar los cambios en la estructura y composición florística del matorral desértico micrófilo a partir de la aplicación de una técnica de restauración ecológica y la ocurrencia de incendios naturales en diferentes periodos en el Desierto Chihuahuense. Mediante cinco tratamientos (testigo (MDMt), rodillo aireador aplicado en 2004 (RA04), en 2008 (RA08), en 2011 (RA11) y área incendiada del 2011 (IN11)) se determinaron la diversidad y la similitud entre especies con los índices de Shannon y Sørensen, así como su índice de valor de importancia (IVI). Se registraron 28 especies arbóreas y arbustivas pertenecientes a 14 familias. Asteraceae, Cactaceae y Fabaceae destacaron por su abundancia. El índice de Shannon reveló una mayor riqueza (H’ = 2.103) en el tratamiento RA1 mientras que el IN1, el menor (H’ = 1.21). La máxima similitud se verificó entre los tratamientos RA04 y RA08 con 76 % y lo contrario entre RA11 y RA08 con 44 % de acuerdo al índice de Sørensen. La Prueba de Kruskall-Wallis mostró que no hay diferencia significativa entre tratamientos respecto al IVI (F= 2.463, G.L. = 4, P = 0.261). El tratamiento de rodillo aireador incrementó, a corto plazo, la riqueza de especies y disminuyó substancialmente la dominancia de especies de Cactaceae y Agavaceae, y favoreció la cobertura de Larrea tridentata. El tratamiento de fuego redujo la cobertura de esta última, además de la de Jatropha dioica, Opuntia engelmannii y estimuló la presencia y cobertura de Viguiera stenoloba, Condalia spathulata y Ziziphus obstusifolia.