El desierto de Atacama se extiende por las regiones naturales del Norte Grande y el Norte chico de Chile, abarcando las regiones de Arica y Parinacota, Tarapacá, Antofagasta, Atacama y el norte de Coquimbo. Tiene una superficie aproximada de 105 000 km²,^[1]​ una longitud de casi 1600 km y un ancho máximo de 180 km.^[2]​ Está delimitado por el océano Pacífico al oeste y por la cordillera de los Andes al este. Forma parte de la ecorregión denominada desierto del Pacífico. Se le considera el «lugar no polar más árido de la Tierra».^[3]​^[4]​^[5]​^[6]​^[7]​^{[n 1]}​

Según el Fondo Mundial para la Naturaleza, la ecorregión del desierto de Atacama se extiende desde Arica (18°24′ S) hasta cerca de La Serena (29°55′ S).^[2]​

En su zona más elevada, sobre los 3500 m s. n. m., se encuentra la puna de Atacama, una ecorregión que abarca la vertiente occidental de la cordillera de los Andes en el norte de Chile, así como la vertiente oriental en el noroeste de Argentina y el suroeste de Bolivia.

El desierto de Atacama es rico en recursos minerales metálicos, como cobre, hierro, oro y plata, y no metálicos, como boro, litio, nitrato de sodio y sales de potasio. Chile es el mayor productor mundial de cobre, con el 28 % de las reservas globales,^[11]​^[12]​^[13]​ y posee el 39 % de las reservas sudamericanas de litio.^[14]​ También se destaca la bischofita, una sal de magnesio extraída del salar de Atacama, utilizada como agente apelmazante en la construcción de caminos.

Estos recursos son explotados por diversas empresas mineras, entre ellas Codelco (la mayor compañía cuprífera del planeta),^[15]​ Lomas Bayas, Mantos Blancos y Soquimich.

Atacama es el «lugar con mayor radiación solar del planeta», superando los 7 kWh/m², por lo que lo convierte en el «lugar con mayor potencial de energía solar del planeta».^[16]​