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El distrito de Chaclacayo está localizado en el valle del río Rímac, río que desciende de los Andes peruanos hacia la vertiente hidrográfica del océano Pacífico. Dos cadenas de formaciones montañosas ramificadas de la cordillera de los andes -comúnmente conocidas como contrafuertes- corren paralelo al río Rímacubicándose al norte y sur de la ciudad. Su relieve ofrece accidentes geográficos notables.
La particularidad del distrito está en su clima seco y templado, siendo la contra estación del de Lima y a solo 20 kilómetros de distancia; es decir, mientras en la capital peruana hace frío, en Chaclacayo hace calor.
Climatológicamente Chaclacayo varía en las estaciones de otoño-invierno entre los 22 °C a 13 °C (siendo las mañanas de cielo cubierto con ligeras nieblas, y a partir de las 11 h. brillo intenso de sol hasta el atardecer)
Mientras que en las estaciones de primavera-verano la temperatura varía entre los 13 °C a 25 °C (siendo la totalidad del día soleado), llegando incluso a temperaturas que superan los 28 °C.
Los estudios de polinización y los granos hallados en sus restos arqueológicos revelan el cultivo del frijol, maíz, pepinos, pacaes, lúcumas. Abunda el carrizo o grama en la margen ribereña, y árboles, como el molle, el huarango y la retama son característicos.
Aparte de los pequeños reptiles y ofidios típicos de las quebradas pedregosas, Chaclacayo dispone de tórtolas, cuculíes, halcones, cernícalos, colibríes ygallinazos, sin dejar de mencionar a los guardacaballos y las gallaretas entre las aves, y entre los mamíferos se pueden encontrar; vizcachas, zorros y ardillas. Antiguamente podían encontrarse camarones, truchas, pejerrey en el río Rímac, pero ellos han desaparecido probablemente por la acción de los relavesminerales.