Hệ sinh thái sa mạc được tạo thành từ các yếu tố phi sinh vật bị ảnh hưởng và các sinh vật sống thích nghi với khí hậu mà lượng mưa dưới 10 inch mỗi năm. Đây là những hệ sinh thái khắc nghiệt với nói chung là đất nghèo dinh dưỡng. Sự thích nghi quan trọng nhất của sinh vật liên quan đến sự khan hiếm nước.
Một số loài thực vật và động vật tương đối ít tồn tại trong sa mạc cũng phải có khả năng đối phó với sự dao động nhiệt độ khắc nghiệt giữa ngày và đêm, vì nhiệt được giữ lại rất kém bởi không khí khô, không có mây. Nhiều loài sống trong sa mạc cần mưa để kiếm ăn và sinh sản, sau đó quay trở lại trạng thái ngủ đông trong thời gian khô hạn. Nhiều loài thực vật có hạt chỉ nảy mầm khi có mưa và nhiều loài động vật sống trong hang và chỉ xuất hiện vào ban đêm khi trời mát hơn.
Sa mạc thường xảy ra do các kiểu gió toàn cầu hoặc bóng mưa. Những cơn gió khô thổi từ các cực đến xích đạo không chỉ giữ ít độ ẩm cho những khu vực này mà còn có xu hướng làm bốc hơi bất kỳ lượng nước nào hiện có. Bóng mưa xảy ra, không phải do các kiểu gió chung, mà do gió tình cờ đi qua một dãy núi. Khi không khí bị đẩy lên độ cao lạnh hơn, nó có xu hướng làm đổ tất cả lượng mưa mà nó mang theo, để lại ít hoặc không có gì rơi ở phía bên kia của dải.
