Niektóre pustynie są suchsze od innych. Z tego powodu wyodrębnia się półpustynnie, które otrzymują przeciętnie 200-500 mm opadów rocznie, pustynie które otrzymują przeciętnie 25 - 200 mm rocznie i skrajnie suche pustynie, na których przez kilka lat z rzędu mogą nie występować opady. Obszary suche wraz z obszarami skrajnie suchymi tworzą autentyczne obszary pustynne świata. Półpustynnie, które często leżą na skrajach pustyń, pokrywają około 15% powierzchni lądu, natomiast pustynie i skrajnie suche pustynie pokrywają odpowiednio ok. 16% i 4% powierzchni lądu. Na większości pustyń w ciepłych lub gorących miesiącach letnich średnie temperatury przekraczają 20ºC. Na gorętszych pustyniach maksymalne temperatury sięgają czasami powyżej 50ºC. W miesiącach zimowych temperatury są bardziej zróżnicowane z powodu dużej rozpiętości szerokości geograficznych, pod jakimi znajdują się pustynie. Pustynie utworzone przez subtropikalne strefy wysokiego ciśnienia mają ogólnie najcieplejsze zimy, a na części Pustyni Arabskiej w ogóle nie ma okresu, który zasługiwałby na nazwę zimy. Przeciętna temperatura najchłodniejszych miesięcy wynosi tam ponad 20ºC. Niektóre pustynie mają jednak mroźną zimę. Części środkowej Sahary są niezwykle górzyste, skutkiem czego duża wysokość nad poziomem morza przyczynia się do niskich temperatur w zimie. Podczas najchłodniejszego miesiąca na pustyni Gobi przeciętna temperatura spada poniżej -20ºC. Przyczyną tego jest bardzo duża odległość pustyni Gobi od morza, a także jej znaczna wysokość nad poziomem morza.

Na wielu pustyniach temperatura waha się od bardzo wysokiej w dzień do bardzo niskiej w nocy. Przyczyną takich skoków temperatury jest pogodne, bezchmurne niebo, dzięki któremu ciepło łatwo uchodzi. Kolejnym czynnikiem jest zmniejszona zdolność ziemi pozbawionej roślinności do wchłaniania ciepła. Na środkowej Saharze zanotowano rekordowe wahania dzienne temperatury wynoszące 55ºC - od 52ºC do -3,3º