Nghiên cứu này đánh giá tương quan, ưu thế lai và khả năng kết hợp của mười dòng dưa thơm bằng phép lai đỉnh nhằm chọn các dòng dưa thơm bố mẹ ưu tú. Mười dòng bố mẹ, hai dòng thử và hai mươi con lai của chúng cùng với đối chứng đã được đánh giá trong vụ Thu 2021 tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam trong điều kiện nhà lưới có mái che. Kết quả cho thấy năng suất thực thu có tương quan thuận và rất chặt ở P ≤0,001 với khối lượng quả (r = 0,998), chiều dài quả (r = 0,772), đường kính quả (r = 0,957) và độ dày thịt quả (r = 0,845). Ưu thế lai trung bình và ưu thế lai thực dương đối với năng suất và cấu thành năng suất trong khi giá trị này âm ở tính trạng thời gian thu quả. Khả năng kết hợp chung (GCA) cao nhất về năng suất và khối lượng trung bình quả đối với dòng D17, D26 và dòng thử DT16. Dòng D20 có GCA cao nhất về hàm lượng chất rắn hòa tan. Phép lai DT16 × D17, DT16 × D01 và DT16 × D26 có năng suất thực thu cao nhất. Hiệu ứng cộng có vai trò lớn hơn trong việc kiểm soát di truyền các tính trạng năng suất trong khi hiệu ứng trội có vai trò lớn hơn trong việc kiểm soát di truyền các tính trạng chất lượng trên các dòng dưa thơm.