San Pedro de Atacama se trouve dans la IIe région du Chili, au milieu du désert le plus aride du monde: le désert d'Atacama. La capitale archéologique du Chili se trouve plus especifiquement dans la dépression altiplanique à 2438 mètres audessus du niveau de la mer (mts a.n.m), dans l'embouchure du fleuve San Pedro (le plus grand parmi les fleuves qui arrivent au Salar d'Atacama).

Cette vallée limite à l'ouest avec la cordillère de Domeyco et à l'est avec la cordillère pré-altiplanique des Andes ou Puna de Atacama.wind and water erosion.