Es el más grande de Chile, con una superficie que supera los 3.000 km2. El aire aquí es extraordinariamente seco, lo que le da una transparencia perfecta, tanto que, a simple vista, es fácil ver el otro extremo del salar, a unos 70 km. Esta misma claridad, sin embargo, hace difícil juzgar las distancias.

Bajo el salar hay un lago oculto por una gruesa y rugosa costra de sal ‘tiznada’ con el polvo del desierto, que contiene las mayores reservas de litio del mundo, un mineral usado en algunas industrias de alta tecnología y que se explota en el sector sur del salar. Esta costra, en algunos lugares, se ha abierto para dejar espacio a pequeñas lagunas que son hábitat favorito de aves acuáticas, en particular flamencos, taguas y guallatas.

La más importante es la laguna Chaxa, que forma parte de la Reserva Nacional Los Flamencos, situada 56 km. al sur de San Pedro de Atacama y parcialmente cubierta con sal superficial, en sus márgenes crece alguna flora adaptada al entorno salino y al clima desértico, con especies como brea, cachiyuyo, Ephedra breana y grama salada. La fauna incluye flamencos chilenos y flamencos andinos; este último anida aquí. También hay chorlos de la puna, playeros de Baird, gaviotas andinas, colegiales, pequenes y una especie de golondrina.

Los alrededores del salar ofrecen también una gran cantidad de atractivos. Por los lados norte y oeste está la Cordillera de la Sal, una cadena de cerros con forma de dinosaurios torturados a través de la cual corre la ruta de Calama a San Pedro de Atacama, punto de ingreso al salar.

Antiguamente, éste era el fondo de un lago. Las capas horizontales de sedimento y roca, que datan del Terciario (hace unos 23 millones de años), fueron empujadas y plegadas por los mismos movimientos de la corteza terrestre que levantaron la Cordillera de los Andes, quedando algunas capas en posición vertical. El viento y la lluvia hicieron el resto del trabajo de modelaje.

El nombre de Cordillera de la Sal deriva de que sus rocas poseen una gran cantidad de sulfato de calcio, lo que les da el aspecto de estar salpicadas con sal.