La Formación Mata Amarilla (MAF) del Cenomaniense en el sur de Patagonia (~55 grados S de paleolatitud, Cuenca Austral-Magallanes, Argentina) está compuesta principalmente por depósitos fluviales apilados con paleosoles intercalados, que documentan ambientes cenomanenses en altas paleolatitudes en el Hemisferio Sur. Realizamos un estudio multiproxy de los paleosoles y sedimentos de la MAF con el fin de (1) entender la composición de la materia orgánica (MO) derivada del suelo y los sedimentos, (2) aplicar la estratigrafía de isótopos de carbono como herramienta para correlacionar los patrones obtenidos de la MAF con registros de carbono marinos y no marinos existentes en todo el mundo, y (3) investigar la relación entre las variaciones en los ensamblajes de esporas-polen de la MAF y las condiciones climáticas prevalecientes en el Cenomaniense del Hemisferio Sur. Se generó un conjunto de datos integrado, que incluye el contenido total de carbono orgánico, datos de pirólisis Rock-Eval, composición de isótopos estables (C) y datos palinológicos, combinados con temperaturas anuales medias y precipitaciones anuales medias derivadas de paleosoles publicadas. Los resultados indicaron que la MO preservada en los paleosoles de la MAF permitió su uso como herramienta quimostratigráfica. La curva de C de la MAF mostró el patrón bastante estable característico del intervalo del Cenomaniense temprano a tardío. La ausencia de la gran excursión positiva de isótopos de carbono asociada con el evento anóxico oceánico 2 proporcionó un límite superior para el rango estratigráfico de la MAF. Los datos palinológicos sugirieron el desarrollo de praderas de helechos durante períodos más cálidos y húmedos a expensas de los bosques dominados por gimnospermas de fondo. En general, el registro multiproxy proporcionó nuevas perspectivas sobre las condiciones ambientales a largo plazo durante el Cenomaniense en las altas latitudes del Hemisferio Sur.