Chapi está situado en el valle que lleva el mismo nombre a las faldas de los Andes peruanos, en la zona denominada «cordillera volcánica», debido a la gran cantidad de volcanes (extinguidos en su mayor parte) ubicada en la regíón de Arequipa. Hoy en día la apariencia del lugar es árida con un clima seco, más semejante a una quebrada que a su vez desemboca en el río Tambo, el cual tiene su vertiente hacia el océano Pacífico. El Santuario de la Virgen de Chapi está situado en una ladera de la margen derecha de dicha quebrada, a una altura aproximada de 3105 msnm. Es un lugar de difícil acceso, los caseríos y pueblos más cercanos se encuentran a varios kilómetros de camino. La ciudad de Arequipa, sede del arzobispado, dista del santuario unos sesenta kilómetros, en el límite con la región de Moquegua.