为了明确不同生态区谷子品种的遗传多样性和遗传结构，本研究对175份来源不同的谷子品种进行29个表型性状鉴定和36对简单序列重复（SSR）标记分析。结果表明，谷子数量性状的平均遗传多样性指数最高，质量性状最低；不同类性状中，单穗码数、开花至成熟日数和粒色遗传多样性指数最高，分别为2.082 8、2.012 5和1.078 7。36对SSR引物中，共检测到401个等位基因，平均11.4个，Shannon指数和多态性信息含量（PIC）平均为2.017 2和0.810 6；标记B142、B225的Shannon指数和PIC值最高，是评价谷子遗传多样性的理想SSR标记。不同生态区表型和SSR标记多样性比较结果表明，春谷中晚熟区（ML）遗传多样性指数最高，春谷早熟区（EM）次之，夏谷区（SS）最低；春谷中晚熟区谷子品种有10个性状指标最高，且全生育期最长。春谷中晚熟区不同类型材料中，汾阳的质量性状遗传多样性指数和SSR标记Shannon指数均最高，长治数量性状遗传多样性指数最高，太原Ⅱ的生育期遗传多样性指数最高；不同类型材料间差异较低，其中7个数量性状指标差异未达显著水平；汾阳的株高最高，出谷率最低，太原的育成种穗颈最长，但穗粗显著低于其他类型。基于表型和SSR标记的类群划分与品种来源均具有一定相关性；具有同一亲本（晋谷21号或豫谷18）的材料在基于表型的聚类中分布较集中，而在分子标记群体结构中分布较分散。本研究结果为谷子育种亲本选择、遗传改良和品种选育提供了理论依据。