A pesar de las condiciones climáticas y edáficas desfavorables, el ecosistema desértico presenta una diversidad vegetal con más de 200 especies fanerogámicas. Esta flora desértica sudamericana es particularmente rara y muy interesante desde el el punto de vista taxonómico, ecológico y fisiogenético. Como resultado de una intensiva y continua evolución bajo condiciones muy desfavorables, esta vegetación desértica se ha adaptado a este ecosistema árido e hiperárido, mostrando conspicuamente gran tolerancia a muchos estreses abióticos, tales como sequía, salinidad, toxicidad de boro y otros estreses. La semilla botánica seca esparcida al suelo por muchas especies desérticas, después de un corto periodo vegetativo y floración temprana, permanece viable en la arena caliente por más de diez años. La presencia ocasional de densas y bajas neblinas durante el invierno humedece suficientemente los suelos arenosos de las colinas y planicies costaneras permitiendo la germinación, desarrollo y reproducción rápida de estas plantas. En algunas localidades costeras los ciclos de vegetación de lomas pueden ser cada año, cada cinco años, cada diez años y cada veinte años o más en una misteriosa combinación de la presencia de condiciones climáticas favorables y formación de lomas costeras en vegetación efímera.
Nombre común:
Llareta
Nombre científico:
Azorella compacta Phil.
Familia:
Apiaceae (Sinónimo: Umbelliferae)
Nombre común:
Queñoa, Queñoa de Altura
Nombre científico:
Polylepis rugulosa Bitter
Familia:Rosaceae
Descripción: La Queñoa constituye un pequeño árbol capaz de superar los 3 m
Nombre común:
Cactus Candelabro
Nombre científico:
Browningia candelaris (Meyen) Britton et Rose
Familia:
Cactaceae
Descripción:
Constituye un cactus de tamaño arborescente a arbóreo, con ramificaciones situadas generalmente en su parte superior, lo que le confiere la apariencia de un candelabro. 
Nombre común:
Chañar
Nombre científico:
Geoffroea decorticans (Gillies ex Hook. & Arn) Burkart.
Sinónimos:
Gourliea decorticans
Lucuma spinosa
Gourliea decorticata
Gourliea chilensis
Gourliea spinosa
Descripción del Chañar:
Árbol o arbusto que puede llegar a los 7 metros de altura y su tronco de hasta 40 cms. de diámetro. De la familia de las leguminosas o fabáceas, presenta un hábito ramificado, espinoso, de corteza gris–amarilla que se desprende en tiras, con frutos dulces y comestibles.
En la Región de Tarapacá se puede encontrar los siguientes mamíferos: Guanaco pertenece a la familia de las Llamas y las Alpacas, se puede observar en la zona del altiplano de la Región, en la precordillera entre los 2.800 a 3.800 metros. Vicuña es la especie más pequeña de la especie de camélidos sudamericanos, habita en las llanuras de la Cordillera de Los Andes a una altura sobre los 4.00 msnm. Llama es la más grande los cuatro camélidos que se encuentran en Sudamérica, se puede observar en la precordillera y el altiplano, en una altura que va desde los 2.800 a 4.000 msnm. Alpaca no existe en estado salvaje, es una especie doméstica. Se puede observar en el altiplano a una altura de 4.000 msnm. Taruca también conocido como Huemul Andino Habita
áreas arbustivas pre-altiplánicas, entre los 2000 y los 4000 metros, con vegetación del tipo matorral espinoso subandino. Puma es el mayor felino americano y habita, se puede observar en
la pre cordillera y el altiplano. Vizcacha habita en zonas boscosas y cordilleranas. Zorro se puede observar en el altiplano, es el zorro más grande de Chile, es un animal solitario en épocas no reproductivas, es una gran cazador de liebres, ratones y conejos, además se alimenta de frutas, lagartijas, ranas, insectos, huevos y aves. Ratoncito andino habita en madrigueras bajo chaguales o entre rocas, en quebradas con suelos arenosos de los cerros. Es herbívora.
Con respecto a las aves que habitan en la Región de Tarapacá están: Ñandú; Perdiz de la puna; Blanquillo; Huairavo; Flamenco chileno se puede observar a lo largo de todo el país, habita en zonas de aguas pocas profundas, dulce o saladas; guallata; Pato Juarjual; Kiula; Pato Jergón; Pato puna; Cóndor; Matacaballos se puede observar en los valles de Arica y algunos de Tarapacá, su hábitat está en los campos y potreros arbustivos en donde hay animales; Comesebo de los Tamarugos se puede observar en la Pampa del Tamarugal, Salar de Pintados, Salar de Zapiga, Pica y Mamiña. Su hábitat es los bosques de tamarugos y laderas semi vegetadas de la zona desértica. Picaflor de Arica se ubica en Arica y valles cercanos, se puede observar en plazas, jardines y zonas vegetadas de los oasis.
En el Parque Nacional Lauca los mamíferos están representados por guanacos, vicuñas, llamas, alpacas, tarucas, pumas, vizcachas. Las aves por ñandúes, perdices de puna, blanquillos, huairavos, flamencos chileno, guallatas, gansos andinos, patos juarjual, taguas gigantes, patos jergón (chico), patos puna, cóndores.
En el Parque Nacional Pampa del Tamarugal, entre los reptiles existen dos variedades de lagartos, y una pequeña culebra, los mamíferos carnívoros estén representados por el zorro chilla, zorro culpeo y el quique. Entre los roedores se encuentra el tuco tuco del Tamarugal, el ratoncito andino y el lauchón orejudo.
La avifauna está formada por la lechuza blanca, el pequén, agilucho, comesebo del Tamarugal, tórtola, dormilona y gorrión. También eventualmente de paso se observan garzas y golondrina
