El consumo de alimentos ricos en compuestos bioactivos conteniendo proteína vegetal de alta calidad, como los frutos secos, ha incrementado debido a la necesidad de un estilo de vida saludable. El objetivo de la presente investigación fue evaluar la caracterización físico-química, contenido de fenoles totales, taninos y capacidad antioxidante de la cáscara y grano de la nuez pecana (Carya Illinoinensis) variedad Western Schley en año de elevada producción denominado on (2013) y en un año poco productivo denominado off (2014). La caracterización físico-química se determinó por la Asociación de Químicos Analíticos Oficiales (AOAC) el contenido de compuestos fenólicos por el método de Folin-Ciocalteu, la actividad antioxidante por el método DPPH radical (1,1-difenil-1,2-picrihidrazil) y los taninos condensados por la prueba de la vainillina. Los resultados obtenidos demostraron que los compuestos presentes en la cáscara y grano fueron afectados por los ciclos productivos on y off, existiendo diferencias significativas en varios de los parámetros estudiados. El grano presentó un alto valor calórico y un elevado contenido de lípidos. En el año poco productivo off se obtuvo la mayor concentración de compuestos en la cáscara, con 167,07 mg g-1 de fenoles, 373,08 mg g-1 de capacidad antioxidante y 690,15 mg g-1 de taninos. El grano es rico como alimento energético y compuestos bioactivos que proporcionan una alta actividad antioxidante y beneficios para la salud. La alta concentración de fitoquímicos en las cáscaras indica que las pecanas pueden ser una buena fuente de antioxidantes y pueden ser utilizadas como materia prima para la futura aplicación en la industria farmacéutica y alimentaria.