Se presenta un estudio de la respuesta sísmica de la cuenca de Santiago consistente en dos partes principales. Una primera, que corresponde a un esfuerzo de compilación y análisis de los principales rasgos físicos que caracterizan la cuenca de Santiago; donde se discuten ampliamente, aspectos que van desde la génesis de la cuenca hasta la conformación actual de la red drenaje, pasando por la geología de los depósitos y rocas presentes, la forma del basamento rocoso de acuerdo a interpretación de gravimetría, la distribución de velocidad de ondas de acuerdo a recopilación de datos de sísmica de refracción, la geomorfología dada por modelos digitales de elevación, el daño ocurrido por causa del terremoto de marzo de 1985 en términos de intensidades, mediciones de vibraciones ambientales y el control sismotectónico reconocido. Se conceptualiza un modelo paramétrico de la cuenca consistente en una capa homogénea, delimitada por la topografía del terreno y por la batimetría del lecho rocoso. Una segunda parte, consiste en la modelización matemática de la respuesta sísmica de la cuenca cuando es solicitada por un frente incidente, vertical, compresional, plano; dado por una ondícula de Ricker. Para ello, se han revisado los conceptos fundamentales de la teoría de la elasticidad pertinentes a la modelización. Posteriormente, se ha implementado numéricamente el modelo matemático obtenido, por medio del método de elementos espectrales. Con este método, se obtiene la variación en el tiempo del campo de deformación, el que es utilizado para explorar la respuesta sísmica de la cuenca. Se revisaron tres tipos. La respuesta en términos de la razón espectral de Nakamura, de sitio versus roca para la componente vertical y de sitio versus roca para la componente horizontal. De estas respuestas calculadas, se ha encontrado que la componente geométrica es preservada en la razón de Nakamura y en la razón sitio versus roca para la componente horizontal. La respuesta en términos de la razón sitio/roca para la componente vertical no muestra mayor correlación con la geometría de la cuenca. Se ha revisado la correlación existente entre las respuestas calculadas y factores que se creen son importantes con respecto a la amplificación de sitio, como lo es por ejemplo la profundidad del basamento rocoso y la profundidad del nivel freático. En el caso de la profundidad del lecho, se ha encontrado correlación entre amplificación y la forma del basamento rocoso. Para el caso del nivel freático, no ha sido posible hallar una relación contundente. Finalmente, se analiza la correlación entre la amplificación estimada y aquella encontrada a partir de sismos de magnitud moderada registrados en la cuenca, no encontrándose mayor correlación, se discute una posible explicación a este hecho.