San Pedro de Atacama, se encuentra en la la cuenca del Grán Salar de Atacama, en la zona andina del desierto de Atacama. Rodeado de 3 cordones montañosos los que impiden el paso de vientos húmedos al sector.

Al este se encuentra la Cordillera de los Andes, formada por una gran cantidad de volcanes con alturas superiores a los 5000 m.s.n.m. donde destacan el volcan Licancabur, Lascar, Sairecabur y Putana provocando actividad volcánica que se ve reflejado en geysers y termas. Sobre los 4000 metros de altura se forma una meseta conocida como altiplano con pequeños lagos y bofedales. 

Al oeste se encuentra la Cordillera de Domeyko, con una altitud de 3300 m.s.n.m promedio, donde destaca el cerro Quimal (4300 m.s.n.m.) a este lado también se encuentra la Cordillera de la Sal (2300 m.s.n.m.) formada por plegamientos de la corteza terrestre y modelada por la erosión del viento y las aguas.
 

Al sur se encuentra el Salar de Atacama, el mayor depósito salino de Chile, donde se encuentra el 40% de las reservas mundiales de Litio. Este salar es un gran lago de aguas salinas, formado por las aguas lluvias caídas en el altiplano y la alta montaña que no logran pasar la barrera que pone la cordillera de Domeyko y se quedan estancadas en esta cuenca hidrográfica, que forman una corteza blanca y rugosa, de sal y otros de sedimentos de montañas aledañas transportadas por el agua y el viento.