Los agroecosistemas tradicionales poseen diferentes características productivas, económicas, culturales y sociales; que provocan variabilidad del estado de sustentabilidad de cada uno de ellos. El objetivo fue evaluar niveles de sustentabilidad de los principales agroecosistemas de maíz en la planicie costera del Istmo de Tehuantepec; para diseñar futuras acciones de mejora. El estudio se realizó en el Istmo de Tehuantepec, Oaxaca, México en 2017. Se utilizó la metodología del MESMIS. Las técnicas de investigación fueron el cuestionario, recorridos de campo y diálogo con productores. Se diferenciaron tres agroecosistemas acorde al manejo y características propias. Se evaluaron 18 indicadores distribuidos en los atributos: productividad, confiabilidad, estabilidad, resiliencia, adaptabilidad, equidad y autogestión; que a su vez son trasversales a las dimensiones ambiental, social y económica. Al integrar los resultados por atributos, sobresale el AE1 con un avance alto a la sustentabilidad (70%), por mayor producción anual, eficiencia económica y más agricultores organizados. El AE2 alcanza un nivel bajo (47%) debido al reducido ingreso mensual, actividades económicas limitadas, reducida superficie cultivable y nula capacitación y organización. El AE3 logra un nivel bajo (56%), alcanzado por una baja diversidad de actividades económicas y mayor número de agricultores que reciben asesoría técnica. Al evaluar las dimensiones de la sustentabilidad, el AE1 y AE3 sobresalen con valores medios de avance hacia la sustentabilidad (74 y 63%) y el AE2 muestra debilidad (53%). Para mejorar estos niveles, se requieren diseñar y promover programas de desarrollo agrícola mediante procesos participativos que contemplen la innovación tecnológica con enfoque agroecológico.