Phạm vi nhiệt độ ở Sa mạc Sahara từ ngày đến đêm có thể chênh lệch tới 50 độ F. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 86 độ F. Trong những tháng nóng nhất, nhiệt độ dao động từ 100 độ F đến hơn 120 F. Nhiệt độ đóng băng qua đêm là phổ biến trong mùa đông.
Độ khô cực độ của sa mạc Sahara là một trong những đặc điểm nổi bật nhất của nó. Mức độ khô hạn khắc nghiệt ở các khu vực trên khắp sa mạc Sahara chủ yếu là do gió mậu dịch đông bắc, hút hết độ ẩm sẵn có trong khu vực. Ngoài ra, sa mạc Sahara có lượng mưa trung bình hàng năm dưới 5 inch.
