第一，降雨稀少，气候干旱。以我国的沙漠地区为例，年雨量大部分都在50-100毫米以下，最少的地方还不到10毫米。如位于塔克拉玛干大沙漠东南部的若羌，年雨量仅16.9毫米，而托克逊县城降雨量更少，只有5.9毫米。
第二，多风沙天气。大风刮起时，满天黄沙，天昏地暗，流沙遍野；风停后，飞沙落地，形成一条条一排排高低起伏、大小不等的沙丘群、最高的沙丘可高达400米以上。
第三，冬季寒冷，夏季酷热，温度的年较差和日较差都很大。如我国西北地区的沙漠中，冬季1月份的平均气温都在－20℃以下，而夏季7月份的平均气温则在26-30℃以上，温度的年较差高达50℃左右。与年较差相比，沙漠地区的温度日较差更大。如吐鲁番盆地，夏季白天的极端最高温度曾达到82.3℃，而入夜后温度又可降至0℃以下，温度的日较差超过80℃以上。所以，在吐鲁番盆地一带流传着"朝穿皮袄午穿纱，抱着火炉吃西瓜"的说法。可见，沙漠气候中的温度变化，是世界各种气候中变化最为剧烈极端的。
在沙漠气候的环境中，生活着一些适应干旱条件的动植物，如骆驼、沙鼠、沙蜥、仙人掌、胡杨、沙枣等等。据不完全统计，我国沙漠中的野生植物至少有1000种，其中300多种可以当药材用。
