Se realiza un estudio de caracterización hidrogeoquímica e isotópica en la cuenca del río Loa desde su nacimiento hasta su llegada al Embalse Conchi. La cuenca estudiada tiene una superficie de 4,041 km2 que es cruzada por el río Loa a lo largo de 90 km, desde su nacimiento a los pies del volcán Miño hasta el Embalse Conchi. La cuenca se sitúa entre los 3000 y 6000 msnm y se caracteriza por tener un clima de Estepa de Altura con un régimen de precipitaciones concentradas entre los meses de Diciembre a Marzo. La principal entrada de agua de la cuenca es el agua de precipitación que a partir de un balance hídrico y de cloruros se estima que entre el 6 y el 12% se transforma en recarga subterránea. La precipitación en la zona tiene una composición sulfatada cálcica con valores de 18δO entre -13 y -6 ‰ y entre -100 y -60‰ para 2δH. El régimen de caudales del río Loa se caracteriza por tener un caudal constante de 600 L/s en la Represa Lequena y por tener crecidas bruscas que pueden superar los 9,000 L/s. La composición hidroquímica del río Loa tiene principalmente dos marcas hidroquímicas distintas: una sulftada-clorurada sódica desde su cabecera hasta la Represa Lequena y otra clorurada sódica aguas abajo de la Represa Lequena hasta su entrada al Embalse Conchi, la composición isotópica tiene una diferencia en la composición isotópica diferenciada por la misma zona geográfica, más liviana en el tramo norte (-13 a -11‰ en 18δO) y más enriquecida en el tramo sur (>-11‰ en 18δO). La hidrogeología de la cuenca se caracteriza por tener acuíferos colgados y superficiales de tránsito rápido además de un acuífero profundo con cierto grado de confinamiento e influencia hidrotemal que es drenado por el río Loa, estos dos acuíferos están formados por rocas volcánicas fracturadas con edades comprendidas entre el Cretácico y el Plioceno.