Mivel a legtöbb sivatag a kontinensek belsejében fekszik, nincs hőmérsékletük mérsékléséhez szükséges víz. Ezeknek a szárazfölddel nem rendelkező éghajlatnak általában kevés a csapadékmennyisége, és nagy a szélsőséges hőmérséklet. A nappali hőmérséklet gyakran magas, és éjszaka egyes sivatagokban a hőmérséklet a fogcsikorgás mélypontjára süllyed. A körülmények egyedülálló kombinációja miatt csak bizonyos, speciális alkalmazkodású szervezetek képesek életben maradni ilyen vendégszeretetlen területeken.
Csapadék
A sivatagokban kevesebb, mint 50 centiméter (19,7 hüvelyk) eső esik évente. A chilei Atacama-sivatagban az összes modern sivatag közül a legkevesebb csapadék esik, évente átlagosan csupán 1,5 centiméter (0,6 hüvelyk) eső esik. Általánosságban elmondható, hogy az Egyesült Államokban található sivatagokban esik a legtöbb csapadék évente a világ összes sivatagja közül, átlagosan évi 28 centiméter (11 hüvelyk) eső esik. Néhány szárazföldi sivatag az eső árnyékolása miatt alakul ki, ezért ezek a sivatagok nem látják gyakran az esőt. Párás levegő emelkedik a hegyvonulatok fölé, és eső esik a hegyek szél felőli vagy annak közeli oldalaira és tetejére. Ez kimeríti a nedvességet, így amikor a légtömeg átkel a hegyeken és leereszkedik a túlsó földre, csapadék nem esik a hegyek szélvédőjére vagy annak túloldalára.
Forró sivatagok
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
A tipikus forró sivatagok, amelyeket ismerhet, az afrikai Szahara, a chilei Atacama és az egyesült államokbeli Mojave. A sivatagok általában a hőmérsékleti tartományok szélső pontjain fekszenek. A spektrum felső végén a sivatagok hőmérséklete a perzselő 49 Celsius fokig (120 ° C) emelkedhet Fahrenheit-fok) éves átlaghőmérséklete a 20-25 Celsius fok (68-77 Fahrenheit fok) hatótávolság. Alsó végén a sivatagok rideg -18 Celsius fokig (-0,4 Fahrenheit fokig) süllyedhetnek. Az Egyesült Államok északi részén, Európában és Észak-Ázsiában a sivatagok mérsékeltebb éghajlatúak, a nyári nappali hőmérséklet pedig 21 és 27 Celsius fok (70–80 Fahrenheit fok) és az éjszakai hőmérséklet 10 Celsius fok (50 fok) körül mozog Fahrenheit).
Hideg sivatagok
•••DC Productions / Digital Vision / Getty Images
Nem minden sivatagban van meleg hőmérséklet; a tudósok a tundrát "hideg sivatagnak" minősítik. A tundra Grönland egyes részeit, Észak-Amerikát, Észak - Európa és Ázsia, az Északi - sarkvidék és a Bering - tenger szigetei, valamint a kontinens kontinensét körülvevő régiók Antarktisz. A szélsőséges hőmérsékletek, a száraz éghajlat, a kevés csapadék, valamint az állatok és növények hiánya egyaránt jellemzi a hideg és meleg sivatagokat. A tundra viszonyok a sarkvidékek közelében, valamint a hegyek és hegygerincek tetején vannak. Évente csupán 15-25 centiméter (6-10 hüvelyk) csapadék hull a tundrában. A tundra olyan hideg, hogy a felszíntől nem messze lévő talajréteg végleg megfagy. A növények gyökerei nem tudnak behatolni ebbe a kemény örökfagyos rétegbe, így a tundrák nem képesek támogatni jelentős fafajokat. A tundrában a tél átlagosan -34 Celsius fok (-30 Fahrenheit fok), míg a nyár átlagosan 3 és 12 Celsius fok (37 és 54 Fahrenheit fok) között van.
Növényvilág
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Az olyan növények, mint a kaktuszok, a sós kefe, a moha és a mesquite, jellemzik a világ meleg sivatagjait. A kaktuszoknak tűszerű levelei vannak, amelyek megakadályozzák a vízvesztést. A fotoszintézis, az a folyamat, amelynek során a növényi sejtek napfényt, szén-dioxidot és vizet használnak táplálékuk elkészítéséhez, főleg e növények szárában fordul elő. A szárak vizet is tárolnak, ezért kifejezettnek és húsosnak tűnnek. A sivatagi növények gyökereiket messze földre terítik, ugyanakkor elég közel vannak a felszínhez ahhoz, hogy a ritka esőzések idején felszívják a rendelkezésre álló vizet. Egyes növények allelopátiában vesznek részt, amely folyamat során a növények mérgező vegyi anyagokat juttatnak a talajba, hogy elpusztítsák más növények gyökereit, hogy csökkentsék a tápanyagokért folyó versenyt. Mivel ezekben a régiókban szűkös az erőforrás, a sivatagi növények erőforrásaik nagy részét arra fordítják, hogy megvédjék magukat a ragadozóktól és csökkentsék a többi növény által okozott versenyt.
Fauna
•••Photodisc / Digital Vision / Getty Images
Azok az állatok, akik sivatagban helyezik el otthonukat, kisméretű emlősöket és hüllőket tartalmaznak. A nagyobb emlősök nehezen tudnak létezni a sivatagokban, mert vízigényük túl nagy a rendelkezésre álló vízmennyiséghez. A hüllők általában sivatagi körülmények között járnak jól, mert bőrük megakadályozza, hogy túl sok vizet veszítsenek. A forró nap felmelegíti testüket, hogy energiát adjanak ahhoz, hogy elég aktívak legyenek ahhoz, hogy napközben elkapják a zsákmányukat. Néhány állat napközben árnyékos helyeken bújik meg, és az éjszaka hűvösében jön ki. Néhány emlősfaj elfogadta ezt az éjszakai életmódot, és olyan struktúrákat alakított ki, mint például a hatékony vesék, amelyek visszatartják a víz nagy részét az elfogyasztott ételektől.