Οι πιο κρύες νύχτες της ερήμου συμβαίνουν κατά τους χειμερινούς μήνες, όταν ο ήλιος βρίσκεται στο χαμηλότερο σημείο του στον ουρανό. Σε ορισμένες ερήμους, η θερμοκρασία μπορεί να πέσει κάτω από το μηδέν τη νύχτα, ακόμη και το καλοκαίρι.
Η ακραία διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας στις ερήμους μπορεί να αποτελέσει πρόκληση για τα φυτά και τα ζώα. Μερικά φυτά και ζώα έχουν προσαρμοστεί στις κρύες νύχτες της ερήμου αναπτύσσοντας χοντρή γούνα ή τρυπώντας κάτω από το έδαφος. Άλλοι έχουν προσαρμοστεί με το να γίνουν νυχτερινοί, που σημαίνει ότι είναι ενεργοί τη νύχτα όταν οι θερμοκρασίες είναι πιο κρύες.
Οι ακραίες διαφορές θερμοκρασίας στις ερήμους δημιουργούν επίσης μερικά ενδιαφέροντα καιρικά φαινόμενα. Για παράδειγμα, η γρήγορη ψύξη του αέρα τη νύχτα μπορεί να προκαλέσει τη δημιουργία ομίχλης. Αυτή η ομίχλη μπορεί να είναι τόσο πυκνή που μπορεί να δυσκολέψει την ορατότητα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η ομίχλη μπορεί ακόμη και να παγώσει, δημιουργώντας μια όμορφη εμφάνιση κρυστάλλων πάγου.
