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アンデス山脈に近い地区は、山頂の雪解け水によって、地下水脈を形成している。標高の低い地区では、その湧き出しによって、オアシスが形成される。このオアシスには、集落が形成されて、アタカマ砂漠を横断する交通及び商業の要衝となっている。過去に栄えた、インカ帝国でも、このオアシス間の交通を重視しており、ペルーのインカ道とならび、アタカマ道と呼ばれる。
オアシス間を結ぶ道路は、アタカマ道に沿って、国道が整備されており、舗装されている箇所とされていない箇所がある。
日本人冒険家の永瀬忠志が、アタカマ砂漠の横断に成功。
標高が高く空気も乾燥しているため、大気揺らぎや水蒸気を嫌う天文観測に適した地となっている。このため、ヨーロッパ南天天文台のパラナル天文台、ラ・シヤ天文台、日本のなんてん、ASTE望遠鏡などの天体観測施設が設けられ、ハワイ島マウナケア天文台群に並ぶ一大天文観測拠点として宇宙の謎の解明に向けた研究が行われている。