Động vật sa mạc chủ yếu ăn thực vật, côn trùng, xác động vật và các động vật khác. Các động vật nhỏ hơn có xu hướng phát triển mạnh trong sa mạc so với những động vật có kích thước lớn hơn. Điều này là do thức ăn và nước ở sa mạc khan hiếm trong khi điều kiện khí hậu khá khắc nghiệt.
Sự thích nghi về hành vi và thể chất giúp động vật sa mạc tồn tại trong những điều kiện khắc nghiệt. Dưới đây là chi tiết về một số thứ mà động vật sa mạc ăn.
Xác động vật: vì ở sa mạc thiếu lương thực, nhiều động vật sống trong sa mạc phải đi nhặt rác. Điều này có nghĩa là chúng có thể ăn xác động vật chết. Điều này đặc biệt đúng với những loài động vật như kền kền, chó sói đồng cỏ, chó dingo và cáo.
Thực vật: có một số loài thực vật có thể sống sót trong sa mạc. Những loại cây này có các đặc điểm thích nghi giúp chúng tồn tại bằng cách tích trữ nước trong thân cây hoặc phát triển rễ dài giúp hấp thụ nước từ sâu dưới mặt đất. Các loài động vật như lạc đà, dê sa mạc, pronghorn và hươu cao cổ ăn những thực vật này trong sa mạc.
Ăn con mồi: một số động vật ăn các động vật khác để tồn tại trong sa mạc. Động vật ăn thịt thường săn tìm động vật ăn cỏ vào ban đêm. Những kẻ săn mồi trên sa mạc có thể bao gồm rắn lục lạc, sói xám, chim ưng và cú.
Côn trùng: các loài động vật như kỳ nhông, tắc kè hoa và chuột túi ăn côn trùng sống trong sa mạc.