San Pedro de Atacama fue uno de los asientos principales de los atacameños y camino obligado de los españoles en dirección a Chile. Hay documentos que atestiguan que en 1557, San Pedro era “Doctrina de Indios” y tenía una capilla que era servida por el Presbítero don Cristóbal Díaz de los Santos. La capilla de misiones de San Pedro estaba contigua al cementerio; de ello no queda ningún vestigio.
La actual iglesia que se construyó alrededor de 1745 se caracteriza por ser simple y sobria, presentando una unidad arquitectónica. Su planta en cruz latina, mide 41 m de largo por 7.5 m de ancho, siendo ésta la nave de mayor tamaño de las iglesias del desierto de Atacama.
Las dos puertas, la principal y la lateral son de una gran simplicidad, pero bien trazadas y de excelente proporción; llama la atención el débil almohadillado en las dovelas del arco de la portada principal orientada hacia el norte. La nave y el transepto son amplios; los bien proporcionados arcos abovedados abren sobre las dos alas en cuyo fondo se alzan los altares.
El altar mayor de la iglesia de San Pedro de Atacama es seguramente el único de su tipo en Chile. Su barroquismo se advierte en el coronamiento del retablo, dividido en tres cuerpos, en las hornacinas y en el número de columnas. En grupos de a dos, las columnas se superponen en tres cuerpos que se alzan en composición vertical hasta el frontón, rematado por una graciosa cornisa de composición vertical. Los fustes lisos de las columnas, dan claridad y nitidez a esta sencilla y amplia composición.
Adosado al muro lateral poniente, formando una línea con el muro frontal de la iglesia, reposa la base sólida, escalonada en su costado exterior, del campanario que en 1782 tenía cuatro campanas. Un dibujo que data de 1860 muestra la iglesia sin torre. A fines del siglo XIX se construyó una de madera que duró hasta 1964, fecha que corresponde a la reconstrucción de un campanario semejante al de otras iglesias nortinas.
El material empleado es de piedra y el adobe revocado. Tanto el retablo del altar mayor como los arcos del coro son de piedra labrada. Asimismo, la armadura de techumbre es de madera de chañar y algarrobo, mientras un grueso pero liviano “entablado” de madera de cactus recibe la cubierta de barro y paja.
