El salar de Punta Negra se encuentra en la II Región, en una depresión tectónica entre la Cordillera de Domeyko y la Cordillera de los Andes, al sur del salar de Atacama. Su cuenca se caracteriza por grandes variaciones morfológicas, climatológicas y geológicas. El imponente volcán Llullaillaico, que cierra la cuenca al este, culmina a 6800 m de altura, es decir 4000 m más arriba que el salar. Las precipitaciones, casi nulas en la Cordillera de Domeyko, ascienden a 250 mm/año en la Cordillera de los Andes. En cuanto a la geología de la cuenca, es una mezcla compleja de terrenos sedimentarios, de formaciones volcánicas y de rocas plutónicas. El salar es una costra de sal (yeso y halita) con pocas y pequeñas lagunas someras.