La minería constituye la actividad económica más dinámica. La región es rica en recursos mineros: cobre, yodo, salitre, potasio, azufre, oro, plata, bórax, sulfato de sodio, sulfato de aluminio, alabastro, trípoli y mármol. A mediados del siglo XIX, el extenso desierto, rico en nitratos, aportó gran prosperidad a todo el país: las inversiones extranjeras contribuyeron a convertir a los puertos de Tarapacá en pujantes urbes que marcaron la época de esplendor del salitre.

La pesca es otro de los sectores económicos más destacados. La actividad pesquera, sobre todo la extracción de mariscos y algas marinas, se manifiesta en el tipo de industrias predominantes: alimentarias y conserveras. Debido a las condiciones climáticas, la agricultura solo es rentable en los valles con regadío. La ganadería tiene cierta importancia, destacando las cabañas vacuna, ovina y caprina, además de los auquénidos (llamas, alpacas y vicuñas) en las zonas altas.

El turismo ha experimentado un proceso de consolidación en la economía regional. Entre los destinos de interés turístico cabe mencionar los complejos costeros de Iquique, el oasis de Pica y las termas de Mamiña, varios parques y reservas nacionales y la visita de geoglifos, petroglifos y pinturas rupestres, que constituyen importantes vestigios de la cultura tiwanaku (como el geoglifo Gigante de Atacama). En la cordillera y altiplano andino persisten comunidades aimaras y atacameñas, con apego a costumbres ancestrales, dedicadas al cultivo de quinua y a la crianza de camélidos.