Οι έρημοι ορίζονται όχι μόνο από τη σπαρσή ζωή τους αλλά από τις φυσικές δυνάμεις και υλικά που τις διαμορφώνουν. Αυτά τα μη ζωντανά στοιχεία δημιουργούν τις ακραίες συνθήκες στις οποίοι οι ερημικοί οργανισμοί πρέπει να προσαρμοστούν.
Τεράστιες περιοχές erg (άμμου θάλασσα) αποτελούνται από κόκκους κουαρτζ που ξέφυτρωσαν από αμμώδη βράχο και μεταφέρθηκαν από τον άνεμο. Τα πεδία αμμόλοφων μετακινούνται συνεχώς, δημιουργώντας αστάθη υπόστρωμα.
Εκτεθειμένο υποστρώμα, έρημος πλακάκια (συνεστραμμένοι επιφανειακά βράχοι), και πηλιακοί κώνωι κυριαρχούν τις βραχιάστρες έρημους (hamada και reg). Συνηθισμένοι τύποι βράχων περιλαμβάνουν αμμώδη βράχο, ασβέστιο, γρανίτη, και ηφαιστειακές διαμορφώσεις.
Αποθέσεις εξάτμισης—γύψος, αλάτι, βοράτες—κρυσταλλίζουν σε playas (ξεραίνετε λίμνες). Μεταλλικά μετάλλευμα και πετρώδεις λίθοι (κουαρτζ, φελδοσπάτο, γλίνα) εμφανίζονται σε μεταλλευματικές ζώνες.
Τα εδάφη ερήμου (αριδισόλ) είναι λεπτά, αλκαλικά, φτωχά σε οργανική ύλη, και συχνά στεγναίνουν από κάλιτς (ασβέστιο σκληρό στρώμα). Η υδατική διάβρωση και η εólico διάβρωση περιορίζουν την ανάπτυξη εδάφους.
Σπάνια βροχοπτώσεις (κάτω από 250 χλμ ετησίως) πέφτουν σε απρόβλεπτες εκδηλώσεις. Εφήμερες ροές ρέουν για λίγο μετά τις βροχές. Υφαιρετό νερό κατοικεί σε βαθιές υδροφόρες ή ρηχές υφαιρετές πηγές, εμφανιζόμενες κατά καιρούς ως πηγές ή σφιγγάδες που υποστηρίζουν οάσεις.
Διακρίνοντες άνεμοι και τοπικές πατάγες οδηγούν aeolian διαδικασίες: saltation (άλμα άμμου), suspension (καταιγίδες σκόνης), και άπραξη (σχηματισμός ventifact). Ο άνεμος αυξάνει επίσης την εξαφάνιση-εξάτμιση.
Υψηλή ηλιακή ακτινοβολία (λόγω χαμηλού πλάτους, καθαρού ουρανού, και ελαχίστης χλωρίδας) οδηγεί σε ακραία καθημερινή θέρμανση και γρήγορη νυχτερινή ακτινοβολική ψύξη.
Οι ημερήσιες daoσυστροφές μπορούν να ξεπερνούν 40°C (104°F). Οι καλοκαιρινές επιφανειακές θερμοκρασίες μπορεί να φτάσουν 70-80°C (158-176°F), ενώ οι χειμερινές νύχτες πέφτουν κάτω από το μισό.
Αυτοί οι αβιοτικοί παράγοντες αλληλεπιδρούν δυναμικά. Ο άνεμος ταξινομεί ιλύα· οι θερμοκρασιακές daoσυστροφές σπάουν βράχο· σπάνια υδατικά γεγονότα ενεργοποιούν πλημμυρίδες και παλμούς γέννησης. Μαζί, δημιουργούν το πρότυπο στο οποίο η ερημική ζωή επιμένει.
