Среднее значение осадков тут едва ли доходит до 1 миллиметра ежегодно. Станции, которые измеряют количество осадков, здесь могут годами не отмечать дождей, из-за чего почвенный слой в этом регионе представляет собой испещренную трещинами земляную корку, на которой не сможет расти ни одно растение. Состав почвы практически идентичен той, что привезли с планеты Марс, поэтому тут нередко испытывают космическую спецтехнику, марсоходы. В Атакаме отличные условия для исследований и в астрономической области, так как над пустыней совершенно безоблачное небо более чем 300 дней в году. Для этой цели в пустыне был установлен саамы большой телескоп, «ALMA», который в свою очередь состоит из 60 телескопов поменьше.
Подобные климатичексие условия дали почву и для археологических исследований. В Атаками учеными была найдена самая древняя мумия, которая по некоторым оценкам экспертов старше, чем египетские на почти 4 тыс. лет. Отсутствие бактерий в жаркой пустыне помогло сохраниться мумии, чей возраст составляет более, чем девять тысяч лет.
Самое засушливое место мира лишено осадков по причине многочисленных сходов горной породы, что вызывают повышение давления на территории пустыни. Фронт облаков, наступающий с востока, всегда наталкивается на Анды, а все осадки идут над джунглями, которые растут по другую сторону гор. В прибрежном регионе Атакамы отсутствие влаги вызвано движением холодного глубоководного течения Гумбольдта, выходящего на океаническую поверхность и вызывающего инверсию слоёв воздуха разной температуры. Холодные воздушные потоки так и находятся у водной глади, а прогретые на солнце по законам физики поднимаются вверх. Такое явление способствует только формированию туманностей и слоистых облаков. Таким образом, дожди идут во время того, как рельеф гор разбивает потоки с южного атмосферного фронта.
Но, как и среди любой пустыни, в Атакаме, в регионе близ Альп, существуют живописные оазисы. Пустыня также богата запасами нитратов калия, которые в свою очередь когда-то приносили большое богатство Чилийскому государству, которое обладала монопольными правами на экспорт и производство калийных элементов. Это в свое время поспособствовало небывалому подъему экономики, инфраструктуры и промышленности в Чили. Но вскоре искусственные технологии вытеснили Чили с мирового рынка.
В пустыне, которая полностью лишена влаги и питательных веществ средние температуры воздуха достигают 19°С.
В течении дня воздух может нагреваться до 40°C, а ночью опускаться до 5°С. Условия проживания в пустыне Атакама очень тяжелы. Коренные жители пустыни Атакама – индейцы племени атакаменьос, выживающие за счет натурального сельского хозяйства и разведения лам и альпак.