El sol y la aridez del ambiente son los factores que condicionan el tipo de flora y fauna que existe en esta  región extrema del norte de Chile, en donde destacan 3 lugares especiales en la pre cordillera, el altiplano y la costa, los que  acaparan la mayor atención e importancia a nivel global.

El parque nacional Lauca está ubicado en la comuna de Putre y comprende la pre cordillera y el altiplano del extremo noreste de esta región. Fue creado en 1965 como reserva nacional para resguardar la flora y la fauna, pero cinco años más tarde pasó a integrar la categoría de parque. Tiene una superficie de 137.883 hectáreas y está entre los 3.200 y 6.342 metros sobre el nivel del mar. Sus principales atractivos son sus volcanes, pero también destaca su flora y fauna. En el sector existen bosques de queñoa y, en el altiplano, se aprecian especies vegetales como las llaretas, los chastudos, las guacallas, las pajas bravas, las chilcas, entre otras. Además, en él habita casi la tercera parte de las aves endémicas chilenas, entre las que se cuentan ñandúes, perdices de la puna, cóndores, blanquillos y patos de la puna y juarjual. También, abundan mamíferos como las vicuñas, las llamas, los guanacos, las vizcachas, los zorros y los pumas.

Otra reserva nacional presente en la región de Arica y Parinacota es la reserva nacional Las Vicuñas creada en 1983, la cual se sitúa a 230 km de Arica en la comuna de Putre entre los 4.300 a 5.600 msnm. Esta alcanza una  superficie de 209.131 hectáreas, su clima es seco y se caracteriza por tener precipitaciones en verano y nieve en invierno.

En lo que corresponde a flora y fauna es necesario especificar que las especies vegetales que crecen en este lugar son los pajonales, las queñoas, los tolares, las llaretas y las pajas bravas y la fauna más representativa es la vicuña, de ahí su nombre, pero, además, encontramos alpacas, zorros culpeo, llamas, quirquinchos, chingues real, gatos colocolo y algunas aves como los cóndores, los cuervos del pantano, ñandúes, perdices de la puna y guallatas.

En el sector costa, la región, específicamente en Arica,  posee un  humedal en la desembocadura del río Lluta, el cual se compone de una serie de pequeñas lagunas producto de aguas subterráneas y los desbordes veraniegos del río, asociada a vegetación silvestre como totorales, gramadales y matorrales (chilcas) de las cuales, dependen para su subsistencia un número importante de especies de animales, destacando principalmente las aves entre las que encontramos playeros, chorlos, patos, garzas, entre otras, siendo especialmente abundante las aves migratorias.     Situación que alcanza un mayor realce, elevando aún más su valor ecológico, si se considera que este humedal se encuentra en la región más árida del planeta. Cabe destacara que esta desembocadura es un paso obligado en la ruta migratoria de muchas aves que provienen desde lugares tan lejanos como el Ártico y la tundra de Alaska.

Un dato relevante es que al comenzar los meses fríos de cada año, miles de aves dejan Norteamérica para migran hacia Sudamérica en busca de un clima más cálido como parte de su ciclo natural de vida. Dentro de sus rutas migratorias existen sitios claves que son los humedales, donde las aves llegarán para descansar y alimentarse para luego seguir viaje o quedarse. Uno de los pocos sitios costeros en el norte de Chile, que aún brindan este importante servicio es el humedal del Lluta, recibiendo anualmente a miles de aves migratorias. También existen migraciones menores, pero no menos importantes desde la zona cordillerana y austral, durante la temporada invernal.

Otro rol fundamental que cumple este humedal, es el de servir de refugio auxiliar a aves de regiones andinas y tropicales, cuando las condiciones ambientales en sus sitios naturales se tornan duras. Además de mantener un número importante de aves locales, es decir aves que residen de manera permanente en el humedal. Hasta la fecha en el humedal de la desembocadura del río Lluta se han registrado 130 especies de aves que representan alrededor del 25% de las aves conocidas que tiene Chile.