Οι αληθινές έρημοι καλύπτουν ~14% της επιφάνειας της Γης, συμπεριλαμβανομένων απομονωμένων ζώνων ερημών σε ορισμένες ήπειρους. Οι περισσότεροι συνδέουν τη διαμόρφωση ξηρών ερημών με έλλειψη νερού, αλλά άλλοι παράγοντες όπως γεωγραφία και κλίμα συνεισφέρουν. Το κλίμα μιας έρημου αναλύεται σε παράγοντες που πρέπει να υπάρξουν για να παραμείνει καυτή και ξηρή.
Οι περισσότερες ερημικές περιοχές καλύπτουν απομονωμένα εσωτερικά ηπείρων. Χωρίς εγγύτητα σε ποτάμια/λίμνες/ωκεανούς, η διαθέσιμη υγρασία για ατμίδα/συμπύκνωση/κατάκλιση είναι σπάνια. Χωρίς ανερχόμενη υγράτμωση, η υγρασία πέφτει σε σημείο όπου ο αέρας γίνεται ξηρός και καυτός, χωρίς ψυκτικά εφέκτα. Τα μετεωρολογικά фронта που παράγουν συνεφιές δεν μπορούν να υφισταθούν χωρίς σωστή αναλογία νερού-αέρα. Οι περισσότερες έρημοι λαμβάνουν <1 ίντσα βροχής/έτος.
Υψηλά βράχια και εκτεταμένες οροσειρές σχηματίζουν φραγμό και αποκόπτουν απαραίτητη κατακερματισμό. Οι μετεωρολογικά fronts που σχηματίζονται πάνω από ωκεανούς ωθούν νεφέλες υγρασίας στην ανεμοδεικτική πλευρά βουνών, όπου ο ζεστός αέρας ανεβαίνει, ψύχεται και συμπυκνώνεται σχηματίζοντας νεφέλες βροχής. Τα νεφέλια δεν προλαβαίνουν να περάσουν πάνω από τα βουνά, παγιδεύοντας τον καιρό στην ανεμοδεικτική πλευρά. Ο απαραίτητος υγρός αέρας δεν φτάνει ποτέ στην κατωφλική πλευρά, παράγοντας μόνο άνεμο που ζεσταίνεται και χάνει υγρασία φτάνοντας στην έρημο.
Ο άνεμος που κατεβαίνει τις κατωφλικές πλάγιες βραχιών/ορεινών έχει υγρασία πριν φτάσει στην έρημο. Γρήγορα ζεσταίνεται και χάνει όλη την υγρασία, προκαλώντας ακραίες ροπές που γίνονται αμμοστρβοί. Γρήγορος άνεμος σηκώνει άμμο/χαλίκια και τα μεταφέρει, μερικές φορές με μεγάλη δύναμη. Οι σφαιρικές αμμοστρβοί και οι αμμοστρβίλες προκύπτουν από την ταραχή ρευμάτων αέρα διαφόρων θερμοκρασιών. Μεγάλα κομμάτια εδάφους κινούνται συνεχώς, δημιουργώντας μεγάλες θίψεις και βαθιά αρroyo.
Το κλίμα των μεγάλων ερημών επηρεάζεται από την παγκόσμια θέση των περιοχών που δέχονται πιο άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Ο ισημερινός δέχεται την πιο άμεση θέρμανση. Από τις τρεις ζώνες — πολική, τροπική, μεσογειακή — οι περισσότερες έρημοι βρίσκονται στη τροπική ζώνη (23,5° βορρά έως 23,5° νότου). Οι περισσότερες μεγάλες έρημοι βρίσκονται μεταξύ 15-28° βορρά/νότου ισημερινού. Οι εποχιακές διακυμάνσεις (κλίση άξονα Γης) εξηγούν μερικές διακυμάνσεις, αλλά οι έρημοι παραμένουν ζεστές και ξηρές.
Τα μεγάλα ωκεανικά ρεύματα, συμπεριλαμβανομένης της μεγάλης ρεύμας μεταφοράς, παράγουν καιρικές συνθήκες λόγω ανόδου/κάτωσης νερών διαφορετικών θερμοκρασιών. Ζεστό νερό από τροπικές περιοχές μετατοπίζεται από ψυχρές πολικές, δημιουργώντας κύκλο κυκλώματος. Όταν αλλάζει η αλμυρότητα/γλυκύ νερό στην ρεύμα μεταφοράς, αλλάζει και το ερημικό κλίμα. Πρόσφατα ζητήματα για την παγκόσμια θέρμανση και CO2. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου επιδεινώνει τις ήδη καυτές συνθήκες, αυξάνοντας τις θερμοκρασίες.
