El origen del pueblo de Chiu-Chiu, denominado también Atacama La Chica o Baja, se remonta a la América prehispánica. El oasis fue uno de los asientos de los atacameños. Durante la colonia fue el centro evangelizador de la hoya del Loa. En 1611, según los archivos parroquiales, era ya una parroquia con su correspondiente iglesia bajo la advocación de San Francisco de Asís; extendía su jurisdicción sobre Calama, Ayquina, Caspana, Toconce, Conchi, Lasana y Cobija. La planta de la iglesia tiene la forma de cruz latina. La nave se comunica con un baptisterio y la sacristía que se une al presbiterio. Un tercer recinto se levanta en su costado oriente y hace la vez de depósito que se comunica hacia el exterior. Los sectores poniente y norte del recinto exterior fueron utilizados como camposanto.

En el interior la nave recibe la luz de dos ventanas semi-ojivales abovedadas. Su forma se estructura en una sinfonía de volúmenes de sorprendente fuerza plástica. La belleza de esta iglesia está en el movimiento, en el ritmo exterior. El espíritu religioso anida en la penumbra de sus recintos interiores y en la profunda y sombreada bóveda, puerta principal de acceso a la nave. Esta bóveda se abre en todo el espesor de una estructura maciza, enorme volumen rectangular que forma el frente del templo. Este volumen remata en una plataforma desde la que se elevan, en ambos extremos, los dos campanarios construidos en 1965, en el lugar donde se levantaban dos campanarios de madera a fines del siglo XIX. Los contrafuertes del muro posterior que corresponde al ábside contribuyen a vigorizar esa sensación de solidez, ese ritmo arquitectural que caracteriza a esta iglesia.

La iglesia de Chiu-Chiu, considerada por muchos como la más antigua de Chile, representa la concepción hispánica de la iglesia “encarnada” o “terrenal”, en contraposición con la iglesia “etérea” o “celestial” que representa la iglesia de Caspana, constituyendo un valor arquitectónico de gran belleza. Destaca la pureza de sus líneas y la integración formal de sus distintos elementos. Su materialidad se funda en la utilización bastante tradicional de los materiales constructivos de sus congéneres indígenas y sus espacios interiores –de gran austeridad- consiguen la sensación de elevación espiritual con que fue proyectada.