Các nhân tố sinh học ảnh hưởng đến sa mạc bao gồm tất cả các sinh vật sống trong môi trường sống, trong khi các nhân tố phi sinh học ảnh hưởng đến sa mạc bao gồm tất cả các thành phần phi sinh vật của sa mạc. Các nhân tố sinh học điển hình của sa mạc bao gồm các loại thực vật như cỏ chịu hạn, xương rồng, cây lô hội và các loài xương rồng khác, và các yếu tố phi sinh học phổ biến của sa mạc bao gồm đất, đá, khoáng chất và cát tạo nên chất nền.
Bất chấp tính chất cằn cỗi và khắc nghiệt của sa mạc, hầu hết chúng đều tràn đầy sức sống. Động vật cũng đóng vai trò là thành phần sinh học quan trọng của hệ sinh thái sa mạc, và các loài phổ biến bao gồm sói đồng cỏ, thằn lằn, rắn, động vật gặm nhấm, rùa và chim. Ngoài ra, sa mạc là nơi sinh sống của các sinh vật nhỏ hơn, chẳng hạn như côn trùng, nhện, bọ cạp, ruồi, bọ cánh cứng và rết.
Các sinh vật cực nhỏ và đơn bào cũng là những thành phần sinh học quan trọng của hệ sinh thái sa mạc. Vi khuẩn, địa y và amip ẩn nấp ở những nơi có độ ẩm thích hợp để chúng tồn tại. Một số sa mạc, chẳng hạn như sa mạc ở Nam Cực hầu như cằn cỗi và không có dạng sống.
Ánh nắng gay gắt và gió cũng là những yếu tố giúp hình thành môi trường sa mạc. Trong khi các sa mạc thường không có nhiều nước đọng, nước vẫn hiện hữu và là một phần rất quan trọng của môi trường sống. Trong khi mưa chỉ thỉnh thoảng rơi xuống, nước thường được tích trữ trong các cây mọng nước và tích tụ dưới các khu vực có mái che.
