Tilcara est essentiellement montagneux. Il est traversé par la pittoresque Quebrada de Humahuaca, où coule le Rio Grande de Jujuy. D`est en ouest, le tropique du Capricorne traverse la ville de Huacalera.
Dans ce département, il n`y a pratiquement aucune plaine, de sorte que son aspect orographique est extrêmement montagneux.