Pustynia Atakama leży w północnej części Chile, między Kordylierą Nadbrzeżną a Kordylierą Zachodnią w Ameryce Południowej. Znajduje się w obrębie dwóch chilijskich prowincji Norte Chico i Norte Grande.

Jest jednym z najbogatszych w surowce mineralne regionów świata , a zarazem jednym z najsuchszych miejsc na świecie – od kiedy są prowadzone pomiary w niektórych miejscach nie zanotowano żadnych opadów.

To pustynia piaszczysta i kamienista. Jej długość to ok. 450 km, szerokość dochodzi do 100 km, położona jest ok. 500-2000 m n.p.m.

Chociaż roślinność jest bardzo uboga, miejsce to od dawnych cza­sów przyciągało osadników, o czym świadczą licz­ne znaleziska archeologiczne, zachowane dosko­nale dzięki suchemu klimatowi. Obecnie pustynię zamieszkują głównie pasterze, górnicy i poszukiwacze nitratynu, czyli słynnej saletry chilijskiej oraz rudy miedzi.

Na pustyni znajdują się bogate złoża mineralne : nitratynu (saletra chilijska) , rudy żelaza , rudy miedzi (kopalnia Chuquicamata) , rudy ołowiu , rudy uranu , kobaltu , złota , srebra oraz  soli kamiennej.

Położenie pustyni między dwoma wysokimi łańcuchami górskimi powoduje zatrzymywanie wilgotnych mas powie­trza i jest przyczyną wyjątkowego klimatu. Pustynia Atakama leży na podobnej szerokości geograficznej co dwie inne wielkie pustynie świata – Kalahari w Afryce i Wielka Pus­tynia Piaszczysta w Australii. W porównaniu z nimi jest jednak dużo chłodniejsza. Średnia temperatu­ra lata na wybrzeżu wynosi tylko 19°C, a w wyż­szych partiach pustyni jest jeszcze niższa. Główną przyczyną takiego stanu rzeczy jest zimny Prąd Peruwiański.

Atakama nie jest jednak całkiem pozbawio­na wilgoci. Podobnie jak pustynia Namib w Afryce należy do tzw. pustyń mglistych. Jednak przez większą część roku pustynia jest jak wielka, rozgrzana słona patelnia , ponieważ nie spada tam ani kropla deszczu. Istniejące kiedyś zbiorniki wodne, takie jak Jezioro Ata­kama, teraz są już tylko ogromnymi, wyschniętymi słonymi obszarami.

Wybrzeże Atakamy uważane jest za niebezpieczne – osadzone na niej są wraki rozbitych statków.