La multifuncionalidad del paisaje es cada vez más reconocida como un aspecto importante en los debates sobre sostenibilidad y desarrollo. Sin embargo, cómo y por qué se desarrolla a lo largo del tiempo una configuración paisajística multifuncional no ha sido suficientemente estudiado. Aquí presentamos la investigación geoarqueológica del sitio de Santa Mariña de Augas Santas, en el noroeste de España. Nos centramos en el papel de la práctica religiosa y su interacción con las estrategias productivas en la transformación del paisaje. Una caracterización geoquímica, mineralógica y geocronológica del registro pedo-sedimentario (incluyendo mediciones de XRF, EA-IRMS, XRD, OSL y 14C) permitió caracterizar los procesos de sedimentación a escala de cuenca en relación con las actividades agrícolas. La coincidencia geográfica y cronológica de las funciones de producción con actividades religiosas documentadas demuestra que ambos aspectos compartieron espacios geográficos durante el último milenio. La multifuncionalidad actual del paisaje en Santa Mariña no es, por lo tanto, el resultado final de una evolución específica, sino un aspecto esencial de las estrategias tradicionales de uso del suelo a lo largo de la historia y un motor de cambio. Este trabajo destaca la necesidad de un estudio a largo plazo de los procesos de configuración del paisaje al evaluar la sostenibilidad de los sistemas productivos tradicionales.