Para muitas espécies vegetais, incluindo a pimenta, o desconhecimento do melhor estádio de colheita de frutos pode limitar a oferta de sementes com máximo rendimento e qualidade. Nesse contexto, objetivou-se avaliar a maturação de sementes de pimenta doce (Capsium chinense), extraídas de frutos colhidos em dois estágios de maturação, quando os mesmos apresentavam cor alaranjada e vermelha, sendo também submetidos ao armazenamento por 0, 7 e 14 dias, antes da extração das sementes. Utilizaram-se sementes da geração F9 do Banco de Germoplasma da UFSCar, codificadas como linhagem CCA 37701. O estudo foi conduzido em sistema de cultivo protegido, com sistema de irrigação com microgotejador e fertirrigação. As colheitas foram de acordo com o desenvolvimento dos frutos, iniciando aos 85 dias após o transplante e semanalmente. Os frutos armazenados ficaram sob temperatura ambiente e, após a extração, as sementes foram avaliadas quanto ao seu potencial sanitário e fisiológico, por meio dos testes de sanidade, percentagem de emergência, índice de velocidade de emergência, percentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica e raios-x, considerando 4 repetições de 50 sementes para cada teste. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey à 5% de probabilidade. Para as sementes extraídas de frutos vermelhos, observou-se maior percentagem de germinação e maior vigor, independentemente do armazenamento dos frutos, indicando que possivelmente as sementes já haviam atingido a maturidade fisiológica no momento da colheita. Entretanto, para os frutos alaranjados, a permanência das sementes dentro dos frutos, mostrou-se ideal para promover maior qualidade destas, indicando que as sementes podem ter completado o seu desenvolvimento durante o armazenamento destes. Foi possível observar na análise de imagens, por meio do teste de raios-x, maior ocorrência de sementes sem o preenchimento completo da cavidade embrionária pelo embrião nos tratamentos de frutos alaranjados, potencializando a formação de plântulas anormais. Já as imagens de sementes com a cavidade embrionária completamente preenchida, corresponderam àquelas de frutos vermelhos ou alaranjados após o período de armazenamento por 14 dias, indicando maior porcentagem de plântulas normais no teste de germinação. Independentemente da colheita e do período de armazenamento, não houve influência da presença de fungos patogênicos ou de armazenamento nos resultados obtidos quanto ao potencial fisiológico. Dessa maneira, verifica-se que para frutos vermelhos, há uma maior percentagem de germinação e maior vigor das sementes quando comparado com frutos alaranjados. O armazenamento de frutos foi relevante apenas para os frutos alaranjados.