El clima de San Pedro de Atacama se denomina desértico marginal de altura, esto significa que durante todo el año existe una la oscilación térmica muy grande entre la sombra y la luz directa, o bien, entre el día y la noche; esto se debe principalmente a su ubicación sobre los 2000msnm y a que posee características propias de un desierto de altura.

Sin embargo San Pedro de Atacama se caracteriza por tener dos estaciones, una fría y caliente, la fría es de mayo a septiembre, en donde junio y julio son los meses con más bajas temperaturas. La caliente es de octubre a abril, donde los meses de mayor temperatura son enero y febrero, en estos meses también hay presencia de lluvias ocasiónales.

SpA posee una singular posición geográfica, donde recibe dos corrientes atmosféricas, por el Oeste la alta presión del desierto de Atacama y por el Este la baja presión del altiplano de la cordillera de los Andes; la alta presión es calurosa y permite los cielos despejados y la baja presión es fría.

Durante el 90% del año se pueden encontrar el cielo azul y despejado, el 8% un cielo parcialmente nublado y un 2% lluvias ocasiónales y nieve en la cordillera.

Promedio Mensual de temperaturas según estación
San Pedro de Atacama.

En los meses de enero y febrero se presenta un fenómeno atmosférico llamado "El invierno altiplánico", esto se refiere a lluvias que se producen en las alturas de la cordillera de los andes,   provenientes del amazonas; lo que ocasiona algunas lluvias pasajeras pero intensas en el salar de Atacama, además de que las temperaturas descienden, creando un clima de estepa, principalmente frío en lo alto de la cordillera. En esta temporada es posible que se corten algunos caminos en la cordillera debido a la cantidad de lluvias en esta área. La precipitación media anual registrada en la estación SpA es de 27,8 mm.