最重要的是气候因素和土壤因素。荒漠生态系统中云量少，可接受更多的太阳辐射，所以能量比较充足，但具体数量因各荒漠区所处纬度而异。低纬度（如纬度10°～20°）荒漠区，夏季日照一天12～14小时，冬季日照一天11小时上下；中纬度（如纬度40°）荒漠区，夏季日照一天15小时，冬季日照一天不到10小时。所以前者太阳辐射量高达160～200千卡/平方厘米·年，后者为130～150千卡/平方厘米·年。前者夏季7月（南半球1月）平均温度高到30～35℃，绝对最高温度46～57℃，冬季1月（南半球7月）平均温度也在3～24℃，绝对最低温度0～-5℃（表1、2）。极端干旱是荒漠生态系统气候最重要的特点之一。年降水量一般为50～150毫米，也有少到20毫米以下的，最多的也不过200～300毫米（表1、2）。荒漠中经常有5米/秒的大风。非洲撒哈拉有热旱风，一年有20～90天。荒漠的风是引起风蚀的破坏力量。

对荒漠生物、土壤而言，重要的是水、热条件组合的季节动态。根据水、热条件季节变化结合生物活动的季节节律，可将世界荒漠气候分为4大生物气候类型。每一生物气候类型下发育有相应的土壤类型。①地中海荒漠生物气候类型：夏季干旱高温，生物活动受到抑制，植物有夏季休眠现象；冬季不太寒冷而有降水，有利于生物活动，大量发育着短生植物。分布在中亚、西南亚、北撒哈拉、南澳、北美大盆地、索诺拉。土壤为红色荒漠土。由于气温高，夏季干旱而高温，土壤中有碳酸钙、石膏和盐的积聚。冬季多降水，温度不太低，土壤中二氧化硅、三氧化二铝和氧化锰有所积聚，甚至会在地面下40～180 厘米处形成胶结层。②亚洲中部温带夏雨荒漠生物气候类型：冬季严寒少降水，春季干旱，夏季高温有降水，植物生长发育在夏季后期才开始，延长到秋季，冬季休眠。分布在亚洲中部、南撒哈拉、北澳、南美东部、北美奇瓦瓦。土壤有荒漠灰钙土、灰棕荒漠土和棕色荒漠土，还有高山荒漠土。土壤有机质含量0.3～1%。除黄土状母质下有砾石层的土壤外，各类土壤均有盐化现象，通体有碳酸钙积聚，而且在不同的深度可有石膏积聚。在冷温气候下土壤有碱化现象。而棕色荒漠土呈棕红色，地表有黑色砾幕，石膏积聚量高达1～30%，底土甚至会有盐盘。③准噶尔、哈萨克斯坦荒漠生物气候类型：一年中各季节降水较均匀，气温较低，夏季高温，冬季严寒，植物有夏季休眠现象，春季有短生植物发育。它分布在准噶尔、哈萨克斯坦、北美莫哈维。土壤主要为棕钙土、灰钙土，无盐化现象，有机质含量1～2%，碳酸钙积聚在30厘米以下，土体含有石豪。④雾带荒漠生物气候类型：降水靠冬春雾凝结成露水，渗入土壤中供植物吸收，同时植物也可以直接从雾吸收一些水分，它分布在南非纳米布、南美阿塔卡马。土壤比较特别，土壤表层即有钙积层，而且盐化。各类生物气候类型区域均有沙丘，包括新月形流动沙丘、半流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘。沙丘高度可以从几米到几十米，甚至超过100米（如在塔克拉玛干和阿拉伯沙漠中）。