los cordones o sierras transversales, orientados de oeste a este, que se desprenden de la cordillera andina hasta entrar en contacto con las planicies litorales, con altitudes promedio que varían entre los 600 y 1.200 m y que se encuentran separados por los valles fluviales de Elqui, Limarí y Choapa; y la cordillera de los Andes, que en el norte de esta región se presenta bastante alta y maciza, con importantes elevaciones, como los cerros de Las Tórtolas y Olivares, y pasos como los de Barahona, Pelambres y del Mercedario, que comunican Coquimbo con Argentina.

La región presenta el ancho mínimo del territorio chileno americano (90 km) en la zona que se extiende entre el paso de la Casa de Piedra y Punta Amolanas. Su territorio representa la zona de transición entre los desiertos septentrionales y las superpobladas áreas del valle Central, donde se encuentra la capital.

El zócalo granítico que constituye su base está en gran parte tapizado por las efusiones volcánicas; sólo la llanura costera aparece cubierta por ricos depósitos cuaternarios, de origen fluvial y marino.

Los ríos, entre los que destacan el Elqui, el Limarí y el Choapa, presentan un régimen irregular, con notables crecidas y profundos estiajes. Están intensamente aprovechados para el riego y la producción hidroeléctrica (central Los Molles y otras), gracias a la construcción de una amplia red de embalses (Recoleta, La Paloma, Cogotí…) y canales de regadío.

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