Pese a la gran diversidad de ajíes nativos peruanos, son pocos los empleados en la gastronomía, y aún menos, los aprovechados por la industria. Sin embargo, la apertura de nuevos mercados, hace necesaria la caracterización química y sensorial para su puesta en valor tanto a nivel nacional, como internacional. Con miras a lograr su valorización, en el presente trabajo se estudió el perfil de ácidos grasos, contenido de capsaicinoides, perfil de compuestos volátiles y sensorial de los frutos de seis ajíes nativos peruanos cultivados en el Valle de Topará (Ica-Peru): Charapón, Amarillo, Ayucllo, Challuaruro, Limo y Cerezo. La evaluación del perfil de ácidos grasos por GC-MS, permitió identificar 8 ácidos grasos mayoritarios para todas las muestras. El linoleico fue el más abundante para todos los ajíes (rango: 6.4 - 53.1 %), a excepción del Ají Amarillo que presentó mayor contenido de ácido palmítico (54.5%). La cuantificación por HPLC-DAD, de los 3 capsaicinoides más abundantes (capsaicina, dihidrocapsaicina y nordihidrocapsaicina), mostró mayor contenido total en venas y semillas (152.4 - 895.1 μ/g) con respecto a pericarpio (5.2 - 85.0 μ/g). Los ajíes con menor contenido de capsaicinoides en pericarpio fueron Amarillo y Cerezo, mientras que el ají entero seco más pungente fue el Ayucllo (2670.1 μg/g de capsaicinoides totales y 40052 Unidades Scoville). El análisis sensorial mediante la metodología del QDA permitió analizar los descriptores de olor y sabor más importantes para cada ají. Destacaron el pimiento y el frutal para la mayoría. Finalmente, se encontró correspondencia entre los resultados de este análisis y los compuestos volátiles identificados, especialmente para el descriptor frutal.