Antofagasta de la Sierra está en plena cordillera de los Andes, en la zona denominada Puna.
Antofagasta de la Sierra, "la antesala del cielo", a 3.323 msnm, rodeada de montañas que superan los 5 y 6 km de altura y cercana a enormes salares, es el principal oasis de la Puna catamarqueña.
Constituye el municipio que se encuentra a mayor altitud en la provincia y el más alejado de la capital.