Durante el Holoceno tardío la dinámica poblacional humana en Patagonia estuvo condicionada por factores ambientales, debido a que la tendencia hacia condiciones de mayor aridez afectó sustancialmente las cuencas hídricas y sus ambientes asociados. En particular, para la cuenca del Lago Salitroso (noroeste de la actual provincia de Santa Cruz, Argentina), se propuso una reducción de la movilidad residencial, con un consecuente nucleamiento poblacional en torno a esta fuente de agua permanente. En este trabajo se abordaron problemáticas arqueológicas sobre la población del Lago Salitroso a través del estudio del ADN mitocondrial antiguo. Con el fin de evaluar la composición genética de la población del lago, y detectar una posible expansión poblacional, se procesaron restos óseos y dentales de 28 individuos, con cronología entre 2600 y 300 años AP. Se logró extraer ADN y analizar la Región Hipervariable I en 16 muestras. Las secuencias obtenidas permitieron identificar cuatro linajes maternos: D1g (43,7%), B2 (31,3%), C1 (18,8%) y D4h3a (6,2%). Parte de los individuos presentaron haplotipos derivados, muchos de ellos hallados únicamente en la cuenca. Resulta interesante la presencia del linaje B2, ya que se encuentra escasamente descripto para poblaciones prehispánicas en Patagonia. Además, se observó una alta variabilidad genética en la muestra analizada, y una diferenciación respecto de otras poblaciones antiguas patagónicas. Por otro lado, si bien los análisis arqueológicos más recientes sugieren un crecimiento poblacional durante los últimos 500 años de ocupación de la cuenca, no se encontraron evidencias genéticas de dicho proceso.