El basamento varisco y mesozoico está cubierto por sedimentos neógenos y cuaternarios que pertenecen a la cuenca de antepaís del Guadalquivir (sur de España). Este estudio explora el subsuelo del margen norte de su sector más occidental utilizando el método HVSR, registrando ruido sísmico en 334 estaciones entre las desembocaduras de los ríos Guadiana y Guadalquivir, cerca del Parque Nacional de Doñana. Las mediciones de frecuencia fundamental y del basamento permitieron estimar una fórmula empírica para la profundidad del basamento: h = 80.16·f. Se obtuvieron cinco respuestas HVSR distintas: (a) picos de baja frecuencia, indicando un sustrato profundo; (b) picos de alta frecuencia, lecho rocoso superficial; (c) picos amplios, zonas críticas potenciales (efectos 3D-2D, sugiriendo fallas); (d) picos dobles (pantanos); y (e) sin picos, lecho rocoso casi aflorante. Las frecuencias fundamentales del suelo varían de 0.23 a 18 Hz, con profundidades del lecho rocoso que oscilan entre 1 y 5 m en el noroeste y más de 600 m en el sureste. Los datos de perforación se correlacionan fuertemente con los resultados derivados de HVSR, con discrepancias típicas de solo unas pocas decenas de metros, probablemente debido a la presencia de un basamento no geológico que actúa como un basamento mecánico. Aunque se considera la posibilidad de que antiguas terrazas fluviales del río Guadalquivir contribuyan a cambios abruptos en la pendiente, los espectros H/V con picos amplios sugieren orígenes tectónicos. Este estudio presenta el primer modelo regional tridimensional del basamento de la cuenca en un área que supera los 2300 km, revelando un sistema de horst y graben formado por la deformación de antepaís vinculada al avance hacia el oeste del frente orogénico Rif-Bético.