No estado de Sergipe, a escassez de água superficial compromete o consumo humano, dessedentação animal, irrigação e uso industrial. Esse cenário é mais crítico na região semiárida, e a captação da água subterrânea tornou-se uma alternativa para suprir a carência desse recurso hídrico, principalmente em períodos críticos de seca. Esse trabalho visou determinar as áreas favoráveis ao armazenamento de água subterrânea na Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco, no estado de Sergipe, por técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento, visando otimizar a perfuração de poços tubulares, minimizar os custos operacionais e subsidiar a gestão hídrica com as atividades socioeconômicas ambientalmente sustentáveis. Os principais procedimentos foram a compilação e confecção de mapas temáticos e a sua consecutiva integração pela técnica de Combinação Linear Ponderada. Como resultado, obteve-se cinco classes de favorabilidade ao armazenamento de água subterrânea, muito baixa, baixa, média, alta e muita alta, perfazendo 19%, 34%, 28%, 11%, e 8% da área de estudo, respectivamente. A metodologia foi adequada pois delimitou as principais áreas com potencialidade de acumulação de água nos aquíferos fraturados do semiárido sergipano. O produto cartográfico final, na escala 1:100.000 é um documento técnico-gerencial para subsidiar trabalhos futuros em escala de detalhe na área de estudo.