The geophysical method GPR (Ground Penetrating Radar) together with subsurface sampling with a vibrocore allowed to characterize the sedimentary facies and depositional architecture of the Holocenic portion of the Ilha de São Francisco do Sul coastal plain, located in the northern region of Santa Catarina State. The study area was divided into two distinct blocks, north and south, according to the sedimentary architecture defined by radar stratigraphy. The collected data allowed the characterization of beach, eolic, lagoon and estuarine depositional environments in the radargram profiles. The north block has reflectors consistent with barrier progradation during the sea level fall of 2.5 m in the last 5,000 years. At south block the reflectors show clear influence of paleochannels systems and spits in the barrier development, where the progradation occurred under the influence of the Babitonga paleoestuary dynamics.O método geofísico do radar de penetração no solo (GPR) juntamente com sondagens utilizando um vibrotestemunhador permitiram caracterizar as fácies sedimentares e a arquitetura deposicional da porção holocênica da planície costeira da Ilha de São Francisco do Sul, litoral norte de Santa Catarina. A área de estudo foi dividida em dois blocos, norte e sul, segundo a arquitetura deposicional definida através da estratigrafia de radar. Os dados obtidos permitiram a caracteriza- ção dos ambientes de sedimentação praial, eólico, lagunar e estuarino nos radargramas. No bloco norte são interpretados refletores condizentes com a progradação da barreira, relacionada com a queda de nível do mar de 2,5 m nos últimos 5.000 anos. No bloco sul, os refletores mostram clara influência de sistemas de paleocanais e esporões arenosos no desenvolvimento da barreira, onde a progradação se desenvolveu sob a influência da dinâmica do paleoestuário da Babitonga.