El impacto del cambio climático ya es evidente en las comunidades fronterizas de Estados Unidos y México. Esta región fronteriza semiárida y árida se ha enfrentado a un aumento en la vulnerabilidad a la escasez de agua impulsada por las sequías, el calentamiento de la atmósfera, el crecimiento de la población, la sensibilidad de los ecosistemas y las asimetrías institucionales entre los dos países. En este estudio, evaluamos la extracción anual de agua, esencial para mantener condiciones sostenibles a largo plazo en el Acuífero Río Santa Cruz en México, que forma parte del Acuífero Transfronterizo Santa Cruz compartido entre México y Estados Unidos. Para esta evaluación, desarrollamos un modelo de balance hídrico que incorpora los flujos de agua que entran y salen de la cuenca y acuífero. Un componente central de este modelo es un modelo hidrológico que utiliza la precipitación y la demanda de evapotranspiración como datos de entrada para simular el caudal que entra y sale de la cuenca, la recarga natural, la humedad del suelo y la evapotranspiración real. Basándonos en el registro de precipitaciones para el periodo 1954-2020, encontramos que la cantidad de extracción de agua subterránea que mantiene condiciones sostenibles es de 23.3 MCM/año. Sin embargo, el registro se divide claramente en dos periodos: un periodo húmedo, 1965-1993, en el que el excedente acumulado en la cuenca alcanzó ~380 MCM en 1993, y un periodo seco, 1994-2020, en el que el excedente acumulado se agotada por completo. Observando una extracción anual equilibrada de agua subterránea para una media móvil de intervalos de 20 años, comprobamos que la extracción sostenible de agua subterránea disminuye de un máximo de 36,4 MCM/año en 1993 a menos de 8 MCM/año en 2020. Este estudio resalta la urgencia de un ajuste en la gestión de los recursos hídricos que tenga en cuenta la gran variabilidad climática interanual de la región.