En líneas generales en los Llanos de Chiquitos predominan aspectos del bioma chaqueño.Para el control de este territorio, España debió esperar a la actividad de los misioneros jesuitas quienes desde 1690 lograron sorprendente éxito entre los "chiquitos" y "zamucos", así como entre los "chiriguanos" del río Parapetí.Los jesuitas antes de 1778 ya habían edificado siete ciudades misionales ("reducciones") que contaban con 12 000 habitantes, casi en su totalidad aborígenes.La población ayoreo se mantuvo aislada casi hasta la actualidad en zonas semiáridas habitando poblados como Tatarenda, Iguaypyté, Ipitá, Aguaraigua o Limón.En los 1930s el territorio fue campo de batalla entre paraguayos y bolivianos en la llamada Guerra del Chaco, siendo sin embargo el principal escenario la región del Chaco boliviano al sur de la Chiquitania.Tras los 1970s se ha notado una muy leve y lentísima recuperación económica regional debida principalmente a los avances tecnológicos y científicos logrados en otros puntos del planeta, tales avances han posibilitado el uso (sin embargo aún a inicios de 2007 muy limitado) de remedios, fertilizantes, nuevas técnicas de riego y cultivo.[2] Los incendios afectaron algunas áreas protegidas de la región como ser San Matías, Otuquis, Ñembi Guasu, Tucabaca y Laguna Marfil.Los límites occidentales, por su parte, están dados por la penillanura que antecede a la cordillera de los Andes.Antes de producirse los notorios efectos del actual calentamiento global la Chiquitania presentaba días bastante frescos (entre los 5 y 15 °C) debido a los "surazos" es decir, los vientos que son continuación del pampero; por el contrario, durante el estío la temperatura ascendía y asciende fácilmente a marcas que rondan los 40 °C.La fauna tiene como principales exponentes al yaguar (animal focal del bioma), el puma, los pecaríes, tapires, ocelotes, aguará guazú, el yaguarundí, el aguarachay, ciervos como el guazuncho, el ciervo de los pantanos, en las zonas despejadas se encuentran ejemplares de ñandú, y en los ríos y bañados, carpinchos, yacarés y nutrias gigantes.La fauna aviar posee nuemerosísimas especies: tucanes, chimangos, guacamayos, jotes, urubús, águilas harpía, halcones, buitres, pavas de monte, búhos, lechuzas como el ñacurutú o grandes aves corredoras como el ya citado ñandú para citar solo algunas de las especies más conspicuas.Varias de ellas empezaron como misiones jesuitas durante los siglos XVII XVIII y que luego fueron creciendo demográficamente.
