Duża wysokokość, czyste i suche powietrze sprawiają, że na Atakamie panują ekstremalne warunki, a na dużej wysokości (np. okolicach jeziora i szczytu Ojos del Salado) jest duże promieniowanie UV, przez co występują tam iście marsjańskie warunki. Około 100 km na południe od Antofagasta – regionie położonym na wysokości ok. 3.000 m, gdzie opady należą do jednych z najniższych na Atakamie (ok. 1 mm rocznie) – naukowcy uznali, że warunki klimatyczne są podobne do tych, panujących  na Marsie. Nieziemski krajobraz Atakamy został zresztą wykorzystany do zobrazowania  powierzchni Czerwonej Planety w telewizyjnym serialu „Kosmiczna Odyseja – Podróż do Planet”. W 2003 roku zespół naukowców w czasopiśmie Science opublikował artykuł pt. „Marsopodobne gleby pustyni Atakama w Chile i ich wpływ ograniczający rozwój mikroorganizmów”. W artykule tym opisano dane uzyskane z lądowników Voyager 1 i 2, które zbierały próbki pustynnej gleby, gdzie nie wykryto żadnych form życia! Wyjątkowe warunki klimatyczne regionu spowodowały, że NASA testowała tam najnowocześniejsze technologie, które w przyszłości mają być wykorzystywane w misjach marsjańskich. Uważa się też, że nie tylko gleby są ubogie, czy wręcz pozbawione życia, ale także dotyczy to tamtejszych zbiorników wodnych, znajdujących się na wysokości powyżej 4.000 m n.p.m. Wiele wskazuje na to, że na niesprzyjające warunki wpływ ma nie tylko bardzo duże zasolenie, często sięgające 35%, ale też silne promieniowanie UV oraz duże wahania temperatur. Wydaje się więc, że ekosystem (o ile w ogóle żyje tam cokolwiek), jest unikalny w skali światowej.