撒哈拉沙漠是世界上最大的沙漠。阿拉伯语撒哈拉意即“大荒漠”。位于阿特拉斯山脉和地中海以南，约北纬14°线（250毫米等雨量线）以北，西起大西洋海岸，东到红海之滨。横贯非洲大陆北部，东西长达5600公里，南北宽约1600公里，面积约960万平方公里，约占非洲总面积32%。
撒哈拉沙漠干旱地貌类型多种多样。由石漠（岩漠）、砾漠和沙漠组成。石漠多分布在撒哈拉中部和东部地势较高的地区，主要有大片砂岩、灰岩、白垩和玄武岩构成，或岩石裸露或仅为一薄层岩石碎屑。如廷埃尔特石漠、哈姆拉石漠、莎菲亚石漠等，尼罗河以东的努比亚沙漠主要也是石漠。
砾漠多见于石漠与沙漠之间，主要分布在利比亚沙漠的石质地区、阿特拉斯山、库西山等山前冲积扇地带，如提贝斯提砾漠、卡兰舒砾漠、盖图塞砾漠等。沙漠的面积最为广阔，除少数较高的山地、高原外，到处都有大面积分布。
著名的有利比亚沙漠、赖卜亚奈沙漠、奥巴里沙漠、阿尔及利亚的东部大沙漠和西部大沙漠、舍什沙漠、朱夫沙漠、阿瓦纳沙漠、比尔马沙漠等。面积较大的称为“沙海”，沙海由复杂而有规则的大小沙丘排列而成，形态复杂多样，有高大的固定沙丘，有较低的流动沙丘，还有大面积的固定、半固定沙丘。固定沙丘主要分布在偏南靠近草原地带和大西洋沿岸地带。从利比亚往西直到阿尔及利亚的西部是流沙区。流动沙丘顺风向不断移动。在撒哈拉沙漠曾观测到流动沙丘一年移动9米的记录。
撒哈拉地区地广人稀，平均每平方公里不足1人。以阿拉伯人为主，其次是柏柏尔人等。居民和农业生产主要分布在尼罗河谷地和绿洲，部分以游牧为主。20世纪50年代以来，沙漠中陆续发现丰富的石油、天然气、铀、铁、锰、磷酸盐等矿。随着矿产资源的大规模开采，改变了该地区一些国家的经济面貌，如利比亚、阿尔及利亚已成为世界主要石油生产国，尼日尔成为著名产铀国。沙漠中也出现了公路网、航空线和新的居民点
撒哈拉沙漠的自然特征
地形
撒哈拉沙漠主要的地形特色包括︰浅而季节性泛滥的盆地和大绿洲洼地，高地多石，山脉陡峭，以及遍布沙滩、沙丘和沙海。沙漠中最高点为3，415公尺（11，204呎）的库西（Koussi）山顶，位于查德境内的提贝斯提山脉；最低点为海平面下133公尺（436呎），在埃及的盖塔拉洼地（Qattara Depression）。
撒哈拉沙漠约在500万年之前就以气候型沙漠形式出现，即在上新世早期（530万～340万年前）。自从那时起，它就一直经历着干、湿情况的变动。
水系
有几条河源自撒哈拉沙漠外，为沙漠内提供了地面水和地下水，并吸收其水系网放出来的水。尼罗河的主要支流在撒哈拉沙漠汇集，河流沿著沙漠东边缘向北流入地中海；有几条河流入撒哈拉沙漠南面的乍得湖，还有相当数量的水继续流往东北方向重新灌满该地区的蓄水层；尼日河水在几内亚的富塔贾隆地区上涨，流经撒哈拉沙漠西南部然后向南流入海。从阿特拉斯山脉和利比亚、突尼斯、阿尔及利亚以及摩洛哥的沿海高地流入的溪流和干河床（季节性溪流）提供了额外的水量。尤其引人注目的是与提贝提斯山脉相关的干河床、湖泊、池塘组成的综合网络，以及塔西利-恩-阿耶（Tassili-n-Ajjer）和阿哈加尔山脉的类似网络，如塔曼拉基特（Tamanrasset）河。撒哈拉沙漠的沙丘储有相当数量的雨水，沙漠中的各处陡崖有渗水和泉水出现。
土壤
撒哈拉沙漠的土壤有机物含量低，且常常无生物活动，尽管在某些地区有固氮菌。洼地的土壤常含盐。沙漠边缘上的土壤则含有较集中的有机物质。
气候
撒哈拉沙漠气候由信风带的南北转换所控制，常出现许多极端。它有世界上最高的蒸发率，并且有一连好几年没降雨的最大面积纪录。气温在海拔高的地方可达到霜冻和冰冻地步，而在海拔低处可有世界上最热的天气。
撒哈拉沙漠由两种气候情势所主宰︰北部是干旱副热带气候，南部是干旱热带气候。干旱副热带气候的特征是每年和每日的气温变化幅度大，冷至凉爽的冬季和炎热的夏季至最高的降水量。年平均日气温的年幅度约20℃（68℉）。平均冬季气温为13℃（55℉）。夏季极热。利比亚的阿济济耶（Al-Aziziyah）最高气温曾达到创纪录的58℃（136℉）。年降水量为76公釐（3吋），虽然降雨变化极大，多数降水发生在12～3月期间。另一降水高潮是8月，以雷暴形式为其特征。这种暴雨可导致巨大的暴洪冲入无降雨现象的区域。干旱热带气候的特征是随太阳的位置有一个很强的年气温周期；温和干旱的冬季和炎热干旱的季节之后有个反覆多变夏雨。撒哈拉沙漠干旱热带区域年平均日温差为17.5℃（31.5℉）。最冷月份平均温度与北部副热带地区基本相同，有的时候日温差特别大，在北非的黎波里以南的一个气象测站，于1978年12月25日曾有白天最热达37.2℃，而晚上降至最低温-0.6℃的记录，日温差达37.8℃，真是可用「朝穿皮袄午穿纱」来形容，正可谓白天烈焰，晚上冰寒刺骨（虽然-0.6℃并不冷，但是温差达到了37.8℃，从酷热到酷冷之间的瞬间转换，其冷便可想而知），至春末夏初很热，50℃（122℉）的高温并不稀罕。虽然干旱热带山丘的降水量全年都很小，低地的夏季一次雨量可达最高。在北部，这类降雨多数都是以雷暴方式发生。年降水量平均约125公釐（5吋），中部山丘有时降雪。沙漠西边缘的冷加那利洋流降低了气温，从而减少了对流雨，但湿度加大还时而出现雾。撒哈拉沙漠南部的冬季是吹哈麦丹风期，这是带沙和其他小尘粒的干燥东北风。
植物
撒哈拉沙漠植被整体来说是稀少的，高地、绿洲洼地和干河床四周散布有成片的青草、灌木和树。在含盐洼地发现有盐土植物（耐盐植物）。在缺水的平原和撒哈拉沙漠的高原有某些耐热耐旱的青草、草本植物、小灌木和树。
撒哈拉沙漠高地残遗木本植物中重要的有油橄榄、柏和玛树。高地和沙漠的其他地方还发现的木本植物有金合欢属和蒿属（Artemisia）植物、埃及姜果棕、夹竹桃、海枣和百里香。西海岸地带有盐土植物诸如柽柳（Tamarixsenegalensis）。草类在撒哈拉沙漠则广泛分布，包括下列品种︰三芒草属（Aristida）、画眉草属（Eragrostis）和稷属（Panicum）。大西洋沿岸则有马伴草（Aeluropus littoralis）和其他盐生草。各种短生植物组合构成重要的季节性草场，称作短生植被区。
动物
撒哈拉沙漠北部的残遗热带动物群有热带鮎和丽鱼类，均发现于阿尔及利亚的比斯克拉（Biskra）和撒哈拉沙漠中的孤立绿洲；眼镜蛇和小鳄鱼可能仍生存在遥远的提贝斯提山脉的河流盆地中。
撒哈拉沙漠的哺乳动物种类有沙鼠、跳鼠、开普野兔和荒漠刺猬；柏柏里绵羊和镰刀形角大羚羊、多加斯羚羊、达马鹿和努比亚野驴；安努比斯狒狒、斑鬣狗、一般的胡狼和沙狐；利比亚白颈鼬和细长的獴。撒哈拉沙漠鸟类超过300种，包括不迁徙鸟和候鸟。沿海地带和内地水道吸引了许多种类的水禽和滨鸟。内地的鸟类有鸵鸟、各种攫禽、鹭鹰、珠鸡和努比亚鸨、沙漠雕鴞、仓鴞、沙云雀和灰岩燕以及棕色颈和扇尾的渡鸦。
蛙、蟾蜍和鳄生活在撒哈拉沙漠的湖池中。蜥蜴、避役、石龙子类动物以及眼镜蛇出没在岩石和沙坑之中。撒哈拉沙漠的湖、池中有藻类、咸水虾和其他甲壳动物。生活在沙漠中的蜗牛是鸟类和动物的重要食物来源。沙漠蜗牛通过夏眠之后存活下来，在由降雨唤醒它们之前它们会几年保持不活动。