Interações entre o fator hídrico e a produtividade relativa de laranja 'Valência' (tardia) foram testadas mediante um modelo agrometeorológico matemático. A penalização da produtividade potencial é feita à medida que haja restrição hídrica para a planta durante os estádios fenológicos do pré-florescimento, florescimento e pegamento considerando índices de sensibilidade <FONT FACE="Symbol">(l)</font> incorporados numa função multiplicativa. A parametrização e o teste do modelo utilizou dados meteorológicos, fenológicos e de produtividade obtidos da "Fazenda Empreendimentos Agropecuários Cambuhy", localizada no município de Matão (SP) durante os anos agrícolas de 1985/86 a 1996/97. Obtiveram-se os melhores ajustes entre dados observados e estimados com modelo que relaciona o fator hídrico durante os bimestres de agosto/setembro, outubro/novembro e dezembro/janeiro, os quais apresentaram índices de sensibilidade de -0,08<FONT FACE="Symbol">(l)</font> (l1), +1,18 <FONT FACE="Symbol">(l</font>2) e -0,32 <FONT FACE="Symbol">(l</font>3), respectivamente, para os estádios do pré-florescimento, florescimento e pegamento. Como os índices são exponenciais, a magnitude do valor de <FONT FACE="Symbol">(l</font>2)(+1,18) significa que a produtividade da laranjeira 'Valência' é particularmente sensível ao estresse hídrico durante o estádio do florescimento e início do pegamento, correspondente ao bimestre outubro-novembro. A validação do modelo para quatro anos independentes apresentou boas estimativas, com coeficiente de determinação de 0,70 e índice de concordância de 0,87.