La Falla de Atacama es un gran sistema de fallas que recorre más de 1.000 kilómetros a través de la árida Cordillera de la Costa del norte de Chile, aproximadamente paralela a la costa del Pacífico. Se sitúa en la placa superior por encima de la zona donde la Placa de Nazca subduce bajo Sudamérica, y es una de las fallas de antearco mejor expuestas del mundo gracias al desierto hiperárido.
El sistema comenzó como una falla de desgarre sinistral vinculada a la subducción oblicua durante el Mesozoico, y desde entonces se ha reactivado con una fuerte componente de fallamiento normal y extensional. Sus escarpes, harina de falla y vetas minerales están tan bien conservados en Atacama que los geólogos lo usan como laboratorio natural para estudiar cómo funcionan las fallas.
Aunque los terremotos gigantes de la región proceden del megacabalgamiento de subducción mar adentro, la propia Falla de Atacama puede generar terremotos corticales someros cerca de ciudades costeras como Antofagasta y Taltal. Sus largos escarpes registran movimientos repetidos, y las sacudidas someras cercanas a la superficie pueden afectar a los asentamientos construidos sobre el trazo de la falla.