In the Atacama Desert from northern Chile (19-24 degrees S), Prosopis (Leguminosae) individuals are restricted to oases that are unevenly distributed and isolated from each other by large stretches of barren landscape constituting an interesting study model as the degree of connectivity between natural populations depends on their dispersal capacity and the barriers imposed by the landscape. Our goal was to assess the genetic diversity and the degree of differentiation among groups of Prosopis individuals of different species from Section Algarobia and putative hybrids (hereafter populations) co-occurring in these isolated oases from the Atacama Desert and determine whether genetic patterns are associated with dispersal barriers. Thirteen populations were sampled from oases located on three hydrographic basins (Pampa del Tamarugal, Rio Loa, and Salar de Atacama; northern, central, and southern basins, respectively). Individuals genotyped by eight SSRs show high levels of genetic diversity (H-O = 0.61, A(r) = 3.5) and low but significant genetic differentiation among populations (F-ST = 0.128, FST-ENA = 0.129, D-JOST = 0.238). The AMOVA indicates that most of the variation occurs within individuals (79%) and from the variance among individuals (21%); almost, the same variation can be found between basins and between populations within basins. Differentiation and structure results were not associated with the basins, retrieving up to four genetic clusters and certain admixture in the central populations. Pairwise differentiation comparisons among populations showed inconsistencies considering their distribution throughout the basins. Genetic and geographic distances were significantly correlated at global and within the basins considered (p < .02), but low correlation indices were obtained (r < .37). These results are discussed in relation to the fragmented landscape, considering both natural and non-natural (humans) dispersal agents that may be moving Prosopis in the Atacama Desert.En el desierto de Atacama del norte de Chile (19-24 grados S), los individuos de Prosopis (Leguminosae) están restringidos a oasis que están distribuidos de manera desigual y aislados entre sí por grandes extensiones de paisaje árido que constituyen un modelo de estudio interesante como el grado de conectividad entre poblaciones naturales depende de su capacidad de dispersión y de las barreras impuestas por el paisaje. Nuestro objetivo fue evaluar la diversidad genética y el grado de diferenciación entre grupos de individuos de Prosopis de diferentes especies de la Sección Algarobia e híbridos putativos (en adelante, poblaciones) que coexisten en estos oasis aislados del Desierto de Atacama y determinar si los patrones genéticos están asociados con barreras de dispersión. Se muestrearon trece poblaciones de oasis ubicados en tres cuencas hidrográficas (Pampa del Tamarugal, Río Loa y Salar de Atacama; cuencas norte, central y sur, respectivamente). Los individuos genotipados por ocho SSR muestran altos niveles de diversidad genética (HO = 0,61, A(r) = 3,5) y diferenciación genética baja pero significativa entre poblaciones (F-ST = 0,128, FST-ENA = 0,129, D-JOST = 0,238) . El AMOVA indica que la mayor parte de la variación ocurre dentro de los individuos (79%) y de la variación entre individuos (21%); casi se puede encontrar la misma variación entre cuencas y entre poblaciones dentro de cuencas. Los resultados de diferenciación y estructura no se asociaron con las cuencas, recuperándose hasta cuatro clusters genéticos y cierta mezcla en las poblaciones centrales. Las comparaciones de diferenciación por pares entre poblaciones mostraron inconsistencias considerando su distribución a lo largo de las cuencas. Las distancias genéticas y geográficas se correlacionaron significativamente a nivel global y dentro de las cuencas consideradas (p < .02), pero se obtuvieron índices de correlación bajos (r < .37). Estos resultados se discuten en relación con el paisaje fragmentado, considerando agentes de dispersión tanto naturales como no naturales (humanos) que pueden estar moviendo Prosopis en el Desierto de Atacama.