A caracterização citogenômica é essencial para o estudo da diversidade genética vegetal. Mimosa L. destaca-se por possuir uma rica biodiversidade endêmica do Cerrado brasileiro, com destaque para a manutenção da sustentabilidade dos ecossistemas. Ainda, Solanum L. possui destaque socioeconômico pela movimentação do mercado global das suas espécies importantes para a segurança alimentar mundial, a batata e o tomate. Apesar da relevância desses gêneros, suas espécies silvestres permanecem subexploradas cientificamente, principalmente, sob a perspectiva citogenética e genômica. Diante disso, este trabalho propôs avaliar o cariótipo de diferentes populações de sete espécies de Mimosa e doze espécies de Solanum mediante bandeamento por CMA/DAPI e estimativa do conteúdo de DNA por citometria de fluxo. Em Mimosa, eventos de polissomatia foram observados em seis espécies, exceto na espécie diploide M. verrucosa. O número de bandas de heterocromatina constitutiva (HC) CMA+ variou de quatro em M. caesalpiniifolia (células diplóides) a 104 em M. candollei (células octaploides), sem aparente relação com a filogenia do gênero. O conteúdo de DNA variou de 1 C = 0,64 pg (M. sensitiva) a 1C = 1,55 pg (M. arenosa), sem relação com o nível de ploidia (r = 0.1417). Nossos dados sugerem que a polissomatia deva ser um evento comum no gênero, possivelmente, como uma estratégia para adaptação ao ambiente. Fornecemos a primeira análise intra- e interespecífica com relação ao padrão de HC e conteúdo de DNA para diferentes espécies de Mimosa, contribuindo para a compreensão da dinâmica de HC e organização genômica desse gênero cientificamente negligenciado. Em Solanum, reportamos novos dados de HC para S. andreanum, S. peruvianum, S. paludosum e valores de conteúdo de DNA 1C para S. corneliomullerii e S. andreanum. O padrão de HC variou de dois blocos (S. viarum) a 42 (S. paludosum). sem observarmos a relação entre o padrão HC e os clados filogenéticos. Espécies de Potato exibiram um maior número de blocos CH, enquanto Lepstostemonum, geralmente, exibiram poucos blocos, exceto S. paludosum. O valor médio 1C variou de 1,0 pg em S. melongena (diplóide) a 1,80 pg em S. laciniatum (octaploide), com correlação moderada (r = 0.69) para os níveis de ploidia das espécies. A caracterização citogenética da diversidade vegetal dentro dos gêneros Mimosa e Solanum contribuem, portanto, para a compreensão da diversificação dos gêneros, fornecendo subsídios aos seus programas de melhoramento.