Este trabalho teve como objetivo estimar as capacidades geral (CGC) e específica (CEC) de combinação e os efeitos recíprocos (ER) em relação à precocidade, componentes de produção e características do fruto em sete populações de melancia. As populações foram intercruzadas em dialelo, incluindo os recíprocos. Todas as variáveis avaliadas, com exceção do número de frutos por planta, apresentaram efeitos da CGC, CEC e ER significativos. Efeitos gênicos aditivos foram importantes em relação ao número e peso de frutos por planta, assim como em relação à cor, espessura e teor de sólidos solúveis da polpa. Quanto ao número de dias para o aparecimento da primeira flor feminina e número de sementes por fruto, ocorreu predominância de efeitos gênicos não-aditivos. Foram identificadas algumas populações e algumas combinações híbridas superiores, que podem ser exploradas em programas de melhoramento. As populações tradicionais P14 e B9, coletadas no Nordeste do Brasil, são promissoras para serem empregadas em programas que visem melhorar o número e o peso dos frutos, ao passo que a M7 é promissora em relação à precocidade. As variedades comerciais Charleston Gray e Crimson Sweet poderão ser empregadas para melhorar o teor de açúcar e a cor da polpa.