Οι έρημοι καλύπτουν ~33% της χερσαίας επιφάνειας της Γης αλλά συχνά φαίνονται ως αβίαστα έρημα. Αυτή η αντίληψη προκύπτει από σύγκλιση σκληρών αβίωτικων φίλτρων που περιορίζουν δραστικά τη βιομάζα και τη βιοποικιλότητα σε σχέση με υγρότερα βιώματα.
Βροχόπτωση <250 mm/έτος (συχνά <50 mm) δημιουργεί χρόνιο υδρικό έλλειμμα. Τα φυτά δεν μπορούν να διατηρήσουν το τουργικό, η φωτοσύνθεση σταματά, και τα ζώα αντιμετωπίζουν αποξήρανση. Αυτό επιλέγει για εξτρεμούς ξερόφυτα (συκκουλέντες, βαθιά ριζωμένα θάμνους) και ξερόκολα (νυχτερινά, φωλεοποιοῦντα, νερό-ανακυκλωτικά ζώα).
Οι ημερήσιες daoλισμοί μπορούν να ξεπερνάνε 40°C (104°F): καύσωνες μέρες (>45°C/113°F) και σχεδόν παγωμένες νύχτες. Η έλλειψη νέφους και υγρασίας επιτρέπει ταχύ ραδιακό ψύξη. Οι πρωτεΐνες αποσυναρμολογούνται, οι μεμβράνες ασταθούν· μόνο εξειδικευμένες προσαρμογές (θερμικά πρωτεΐνες σόκου, συμπεριφορική θερμορύθμιση) επιτρέπουν την επιβίωση.
Χαμηλή οργανική είσοδος, ελάχιστη διάβρωση και υψηλή εξάτμιση παράγουν λεπτά, αμμώδη/χαλικώδη εδάφη φτωχά σε άζωτο, φώσφορο και οργανική ύλη. Η αλατότητα από εξατμισμένη άρδευση ή καπιλλαρική άνοδο εμποδίζει περαιτέρω την ανάπτυξη.
Τα επιφανειακά νερά είναι εφήμερα (πλάγιες, αιφνιδιασμικές πλημμύρες). Τα υπόγεια νερά είναι βαθιά, συχνά απολιθωμένα (μη ανανεώσιμα) ή αλμυρά. Αυτό περιορίζει την πρωτογενή παραγωγικότητα και συγκεντρώνει τη ζωή σε σπάνιες πηγές, οάσεις ή ζώνες απόσυρσης ομίχλης.
Υπερβόσκηση, αποδάση για καύσιμα και μη βιώσιμη άρδευση επιδεινώσουν την βλάστηση, εκθέτοντας το έδαφος στην ανεμική/υδατική φθορά. Αυτός ο θετικός κύκλος ανατροφοδότησης διευρύνει τις έρημους (π.χ. Σαέλ, Κεντρική Ασία), μετατρέποντας παραγωγικά εδάφη σε άγρια.
Αμμοθύελλες εραίνουν ιστούς, θαβάζουν σπόρους και ξεγυμνώνουν το έδαφος. Πολλαετείς ξηρασίες ωθούν πληθυσμούς πέρα από όρια ανάκαμψης. Αυτά τα στοχαστικά συμβάντα διατηρούν χαμηλή τη βιομάζα.
Ο πλούτος ειδών συσχετίζεται με τη διαθεσιμότητα νερού-ενέργειας. Οι έρημοι φιλοξενούν εξειδικευμένες αλλά σπάνιες κοινότητες. Χαμηλή παραγωγικότητα σημαίνει αραιή βλάστηση, ενισχύοντας την οπτική εντύπωση «άγριας».
Οι έρημοι δεν είναι νεκρές. Οι κρυπτοβιωτικές εδαφικές κορφές (κυανοβακτήρια, λειχήνες, μουχι) σταθεροποιούν το έδαφος και δεσμεύουν άζωτο. Οι σπόροι αναπτύσσονται μετά από σπάνιες βροχές («superblooms»). Η νυχτερινή фаύνα—ροντόνια, αλεπούδες, ερπετά, έντομα—ευδοκιμά ανεμφανής. Η άγριότητα είναι μια επιφανειακή ψευδαίσθηση που κρύβει ένα ανθεκτικό, προσαρμοσμένο βιόσφαιρα.
