Fueron ambos grupos los que, a través de una compleja tecnología agrícola, construyeron el extenso sistema de andenes que hoy sigue siendo utilizado por los pobladores del valle. Al ver que las aguas del río corrían inmersas en un profundo cañón, a veces a miles de metros por debajo de las tierras de cultivo, aprovecharon los arroyos y los manantiales que discurrían hacia el fondo del valle, y que se originaban en las nieves de la cordillera. Mediante extensos canales y acueductos, lograron transportar el líquido vital a sus zonas de cultivo. Aprendieron también que era necesario utilizar la mayor cantidad de niveles altitudinales o pisos ecológicos. Gracias a ello, lograron una diversidad de cosechas y excedentes alimentarios que les permitieron consolidarse como los dueños absolutos de la región.
En la actualidad, en el valle se siguen empleando cerca de 4000 hectáreas de andenes o terrazas agrícolas, mientras que otras 5000 se encuentran en estado de abandono. Esto permite suponer la enorme productividad que alcanzaron estas tierras en tiempos prehispánicos.
De allí que el valle haya sido tan codiciado por los grupos étnicos que habitaron el sur andino del Perú antes de la llegada de los españoles. Pueblos y templos Uno de los principales atractivos del Colca son sus singulares poblados. En esta zona existen dieciséis poblados descendientes de las etnias Collaguas y Cabanas, los cuales han logrado mantener su apariencia original desde que fueran trazados como «reducciones de indios» durante el mandato del virrey Francisco de Toledo. Su nivel de producción fue tan alto que llegó a concentrar una parte importante de la economía de la región, basada principalmente en la producción agrícola y la explotación de las minas de plata. Una muestra del apogeo alcanzado durante la ocupación española del valle son sus imponentes iglesias, las cuales destacan como las principales edificaciones de la zona. Generalmente de estilo barroco mestizo, fueron construidas entre los siglos XVII y XVIII, llegando a ser, en algunos casos, exquisitos ejemplos del arte de la época.
Una de las principales es, sin duda, el Templo de Santa Ana de Maca. Erigida por Simón Soto entre 1812 y 1813, esta iglesia cuenta entre sus particularidades con una curiosa «capilla abierta» en forma de balcón en la fachada, que era empleada para la exhibición de reliquias al servicio de la población nativa que debía seguir la misa desde el atrio. Otro templo notable es el de Lari. Su suntuosa iglesia —la Purísima Concepción— contrasta con el austero trazo de las callejuelas del pueblo. Destacan en ella los sólidos contrafuertes de perfil vertical, y la redondez de la única cúpula erigida en todo el valle del Colca. La iglesia de Lari es considerada la estructura más grandiosa de toda la región. En su altar mayor se encuentra una singular escultura: la Virgen Inmaculada, de evidente filiación a la Escuela Sevillana de Martínez de Montañés y única en los Andes del sur. Finalmente, debe mencionarse la iglesia de Yanque, antaño sede principal de los misioneros franciscanos en el valle. Construida entre 1691 y 1698 —con alarifes y canteros traídos desde Arequipa y encabezados por el maestro Ignacio Aldana—, es contemporánea a una de las primeras obras notables del mestizo temprano: la iglesia de la Compañía de Arequipa. Destaca en ella su extraordinaria ornamentación en relieve y sus dos torres, austeras en contraste, coronadas por finas cruces de hierro. Completan este ramillete de edificaciones los templos de Tuti, Caylloma, Sibayo, Cabanaconde, Coporaque y Madrigal: todos ellos, hermosas muestras de la calidad del arte religioso de la época.