La región posee 40.509,9 kilómetros cuadrados de superficie, equivalente al 5,4% del territorio nacional. Se sitúa en la sección meridional del extremo norte del país, conocida como Norte Chico. Se caracteriza por tener el ancho mínimo del territorio chileno americano, 90 kilómetros, entre el paso de la Casa de Piedra y Punta Amolanas, a la altura de Illapel.

El clima mantiene condiciones similares a la tercera región, es decir es semiárido, lo que permite una variada vegetación.

Representa el 3,4% de la superficie nacional dedicada a cultivos (152.136,5 hectáreas) correspondiendo su uso principal a plantas forrajeras (54,5%), seguido por frutales (20,3%), viñas y parronales viníferos (8%), y hortalizas (7,5%). Estos cuatro usos concentran el 90,3% de los suelos de cultivo de la región y son los más representativos junto a las flores.

La zona es muy importante en ganado caprino, con más del 54% de la masa del país. Además, la cantidad relativa de asnales y mulares es significativa, explicando el 56,9 % y el 52 % nacional, respectivamente. Con menor incidencia, la masa de caballares, conejos y cuyes, hace que la región mantenga una relativa importancia a nivel país.