El ser humano empezó a poblar la región unos 10 000 años antes de Cristo, mediante migraciones sucesivas provenientes del norte.
Hacia el siglo XV, poco antes de la llegada de los españoles, el territorio valliserrano y andino estaba y está habitado por los Atacamas y calchaquíes. Estos últimos constituían una diversidad de pueblos que poseían una misma lengua en común, el cacán. En la Puna habitaban y habitan los Atacamas (o más exactamente autodenominados Likanantai) de habla Kunza, cuya cultura era semejante a la quechua pese a ser enemigos, ya que los quechuas eran un grupo originario de la sierra sur del Perú que por ese tiempo se encontraba en plena expansión. Los likanatai llamados también luego "atacamas" eran sedentarios, se dedicaban a la agricultura, con avanzadas técnicas de riego. La ciudad de Tastil, de origen lickan-antay, se convirtió en un activo centro de comercio, quienes instalaron una especie de centro administrativo en Sikuani (la actual Chicoana); Tastil fue destruida junto a los cementerios ancestrales en el momento de la expansión quechua.
En el Chaco Salteño, en tanto, habitaban y habitan: wichís, chorotes, qom'lek (comúnmente llamados por los guaraníes: «tobas») y vilelas, dedicados a la caza y la pesca.
