Парк размещается на плоскогорье Пуна-де-Атакама, которая составляет часть горной цепи Анд и ограничен горной цепью Домейко к западу, которая отделяет его от пустыни Атакама.

Он окружен солончаками Пунта-Негра, Агуас-Кальентес и Пахоналес. В окрестностях выделяется озеро Асуфрера у подножия вулкана Ластаррия.

На востоке парк соприкасается с республикой Аргентина. Вся восточная часть очень гористая, где выделяются вершины: Гуанакерос (5131 м), Сорритас (4274 м), Серро-Байо (5401 м), Агуас-Кальентесс (5066 м) и Пена (5260 м).

Запад парка находится на высокогорном андском плато пересеченном ущельями, которое распространяется до горной цепи Домейко.

Среди ущелий могут быть выделены ущелья Льюльяйльяко, Токомар и Сорритас.

Все они заканчиваются возле солончака Пунта-Негра, вне пределов парка.

На юго-западе выделяется река Фрио, которая течёт с юга на север.