Este estudio analiza los impactos del cambio climático en la productividad agrícola y la salud humana en 20 países en desarrollo (2000–2020) utilizando la metodología Panel Autoregressive Distributed Lag (Panel-ARDL). Nuestro enfoque sistémico modela las relaciones dinámicas entre variables climáticas, producción de alimentos y resultados nutricionales, abordando la multicolinealidad mediante pruebas de inflación de varianza y especificaciones alternativas. Las emisiones nacionales de dióxido de carbono (CO₂) se utilizan como un indicador de múltiples vías climáticas, incluidas variaciones de temperatura y patrones de desarrollo económico que afectan los sistemas alimentarios. Los resultados revelan fuertes relaciones negativas de largo plazo entre las emisiones de CO₂ y la producción de alimentos, así como asociaciones positivas con el retraso en el crecimiento infantil (child stunting). El estimador Pooled Mean Group muestra coeficientes homogéneos a largo plazo, permitiendo al mismo tiempo dinámicas heterogéneas en el corto plazo entre países. La relación paradójica entre mayores emisiones de CO₂ y mayor inseguridad alimentaria refleja mayores presiones climáticas y una distribución desigual de beneficios en los países con más emisiones. Los impactos sobre la salud presentan mayor persistencia que los choques en la producción, lo que resalta la necesidad de sistemas de monitoreo más completos. Los hallazgos sugieren la adopción de políticas integradas que combinen mitigación climática, mejoras de productividad y fortalecimiento de los sistemas de salud para lograr sistemas alimentarios resilientes.