เนื่องจากทะเลทรายส่วนใหญ่อยู่ภายในทวีปต่างๆ จึงไม่มีน้ำพอที่จะทำให้อุณหภูมิลดลงได้ ภูมิอากาศที่ไม่มีทางออกสู่ทะเลเหล่านี้มักจะมีปริมาณน้ำฝนน้อยและมีอุณหภูมิสุดขั้ว อุณหภูมิในตอนกลางวันมักจะสูง และในตอนกลางคืน อุณหภูมิในทะเลทรายบางแห่งลดลงจนเหลือเพียงเสียงฟันกระทบกระเทือน เนื่องจากการผสมผสานของเงื่อนไขเฉพาะ สิ่งมีชีวิตบางชนิดที่มีการดัดแปลงพิเศษเท่านั้นที่สามารถอยู่รอดได้ในพื้นที่ที่ไม่เอื้ออำนวยดังกล่าว
ปริมาณน้ำฝน
ทะเลทรายได้รับฝนน้อยกว่า 50 เซนติเมตร (19.7 นิ้ว) ต่อปี ทะเลทรายอาตากามาของชิลีมีปริมาณน้ำฝนน้อยที่สุดในบรรดาทะเลทรายในปัจจุบัน โดยมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยเพียง 1.5 เซนติเมตร (0.6 นิ้ว) ต่อปี โดยทั่วไป ทะเลทรายในสหรัฐอเมริกามีปริมาณน้ำฝนมากที่สุดต่อปีเมื่อเทียบกับทะเลทรายทั้งหมดในโลก โดยมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยปีละ 28 เซนติเมตร (11 นิ้ว) ทะเลทรายภายในประเทศบางแห่งก่อตัวขึ้นเนื่องจากมีเงาฝน ซึ่งอาจเป็นเพราะเหตุใดทะเลทรายเหล่านี้จึงไม่เห็นฝนตกบ่อยนัก อากาศชื้นลอยขึ้นเหนือทิวเขา และฝนจะตกที่ลมหรือใกล้ด้านข้างและยอดของภูเขา สิ่งนี้ทำให้ความชื้นลดลง ดังนั้นเมื่อมวลอากาศข้ามภูเขาและลงมาสู่ดินแดนที่อยู่ไกลออกไป ฝนจะไม่ตกที่ด้านใต้ลมหรือด้านไกลของภูเขา
ทะเลทรายร้อน
•••Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
ทะเลทรายร้อนทั่วไปที่คุณคุ้นเคย ได้แก่ ทะเลทรายซาฮาร่าในแอฟริกา Atacama ในชิลีและ Mojave ในสหรัฐอเมริกา โดยทั่วไปแล้วทะเลทรายจะอยู่ที่ช่วงอุณหภูมิสุดขั้ว ที่ปลายสเปกตรัมที่สูงขึ้น อุณหภูมิทะเลทรายอาจสูงถึง 49 องศาเซลเซียส (120 .) องศาฟาเรนไฮต์) โดยมีอุณหภูมิเฉลี่ยรายปีอยู่ที่ 20 ถึง 25 องศาเซลเซียส (68 ถึง 77 องศาฟาเรนไฮต์) พิสัย. ที่ด้านล่างสุด ทะเลทรายสามารถแช่ตัวที่อุณหภูมิ -18 องศาเซลเซียส (-0.4 องศาฟาเรนไฮต์) อย่างไรก็ตาม ทะเลทรายทางตอนเหนือของสหรัฐอเมริกา ยุโรป และเอเชียตอนเหนือมีสภาพอากาศที่ปานกลางมากกว่า โดยมีอุณหภูมิในฤดูร้อนในตอนกลางวันแตกต่างกันไป ระหว่าง 21 ถึง 27 องศาเซลเซียส (70 ถึง 80 องศาฟาเรนไฮต์) และอุณหภูมิในตอนกลางคืนจะอยู่ที่ประมาณ 10 องศาเซลเซียส (50 องศา) ฟาเรนไฮต์).
ทะเลทรายเย็น
•••DC Productions/Digital Vision/Getty Images
ไม่ใช่ทะเลทรายทั้งหมดที่มีอุณหภูมิร้อน นักวิทยาศาสตร์จำแนกทุนดราเป็น "ทะเลทรายเย็น" ทุนดราครอบคลุมพื้นที่บางส่วนของกรีนแลนด์ อเมริกาเหนือ ยุโรปเหนือและเอเชีย เกาะต่างๆ ในทะเลอาร์กติกและทะเลแบริ่ง และภูมิภาคโดยรอบทวีป แอนตาร์กติกา อุณหภูมิสุดขั้ว สภาพอากาศแห้ง ปริมาณน้ำฝนเพียงเล็กน้อย และการขาดแคลนสัตว์และพืชเป็นลักษณะของทะเลทรายร้อนและเย็น สภาพของทุนดราอยู่ใกล้บริเวณขั้วโลกและบนยอดภูเขาและสันเขา ปริมาณน้ำฝนเพียง 15 ถึง 25 เซนติเมตร (6 ถึง 10 นิ้ว) ตกลงในทุ่งทุนดราต่อปี ทุนดรานั้นหนาวมากจนชั้นดินซึ่งอยู่ไม่ไกลจากพื้นผิวถูกแช่แข็งอย่างถาวร รากของพืชไม่สามารถทะลุผ่านชั้นดินเยือกแข็งแข็งนี้ได้ ดังนั้นทุ่งทุนดราจึงไม่สามารถรองรับต้นไม้หลายชนิดได้ ฤดูหนาวในทุ่งทุนดรามีอุณหภูมิเฉลี่ย -34 องศาเซลเซียส (-30 องศาฟาเรนไฮต์) ในขณะที่ฤดูร้อนเฉลี่ยระหว่าง 3 ถึง 12 องศาเซลเซียส (37 ถึง 54 องศาฟาเรนไฮต์)
ฟลอร่า
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
พืชเช่นกระบองเพชร บรัช มอส และเมสกีต แสดงถึงลักษณะของทะเลทรายอันอบอุ่นของโลก กระบองเพชรมีใบเหมือนเข็มที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันการสูญเสียน้ำ การสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เซลล์พืชใช้แสงแดด คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำเพื่อสร้างอาหาร ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในลำต้นของพืชเหล่านี้ ลำต้นยังกักเก็บน้ำอีกด้วย จึงดูเด่นชัดและเป็นเนื้อเดียวกัน พืชในทะเลทรายจะหยั่งรากลึกลงไปใต้ดิน แต่ใกล้กับพื้นผิวมากพอที่จะดูดซับน้ำที่มีอยู่ระหว่างพายุฝนที่หาได้ยาก พืชบางชนิดมีส่วนร่วมใน allelopathy ซึ่งเป็นกระบวนการที่พืชฉีดสารเคมีที่เป็นพิษลงในดินเพื่อฆ่ารากของพืชชนิดอื่นเพื่อลดการแข่งขันด้านสารอาหาร เนื่องจากทรัพยากรมีน้อยในภูมิภาคเหล่านี้ พืชทะเลทรายจึงอุทิศทรัพยากรส่วนใหญ่เพื่อปกป้องตนเองจากผู้ล่าและลดการแข่งขันจากพืชชนิดอื่น
สัตว์
•••รูปภาพ Photodisc / Digital Vision / Getty
สัตว์ที่อาศัยอยู่ในทะเลทราย ได้แก่ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็กและสัตว์เลื้อยคลาน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่มีช่วงเวลาที่ยากลำบากในทะเลทรายเพราะความต้องการน้ำของพวกมันมีมากเกินไปสำหรับปริมาณน้ำที่มีอยู่ สัตว์เลื้อยคลานมีแนวโน้มที่จะทำงานได้ดีในสภาพทะเลทรายเพราะผิวหนังของพวกมันป้องกันไม่ให้สูญเสียน้ำมากเกินไป แสงแดดร้อนทำให้ร่างกายอบอุ่นเพื่อให้มีพลังงานกระฉับกระเฉงพอที่จะจับเหยื่อในระหว่างวัน สัตว์บางชนิดจะซ่อนตัวในที่ร่มในเวลากลางวันและออกมาในที่เย็นในตอนกลางคืน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดได้นำวิถีชีวิตกลางคืนมาใช้และโครงสร้างที่พัฒนาขึ้น เช่น ไตที่มีประสิทธิภาพซึ่งกักเก็บน้ำไว้มากจากอาหารที่พวกมันกิน