A sok egyetemi tankönyvben a sivatag definíciója a következő: olyan terület, ahol évente kevesebb mint 10 hüvelyk (250 mm) csapadék hullik. De miért kapnak ezek a területek egyáltalán ilyen kevés csapadékot?
Geográfiai szempontból a legtöbb sivatag a kontinensek nyugati oldalán található, vagy – a Szahara, az Arab- és a Góbi-sivatag, valamint Ázsia kisebb sivatagjai esetében – a partoktól távol, Eurázsia belsejében található. Ezek általában a nagyobb szubtrópusi magasnyomású cellák keleti oldalai alatt fordulnak elő. Ezek a hatalmas szélkerekek az északi féltekén az óramutató járásával megegyező irányban, a déli féltekén pedig az óramutató járásával ellentétes irányban spiráloznak a szubtrópusokon az óceánok felett; viselkedésük azonban a közeli kontinenseket is érinti.
Az Egyenlítő közelében felszálló nedves levegő lehűl és felhővé, majd esővé kondenzálódik. Ahogy a légáramlat a pólus felé halad, a levegő a nedvesség nagy részét leadja. Mire az áramlás visszafordul az Egyenlítő felé, a levegő már süllyed. Összenyomódik és felmelegszik, relatív páratartalma pedig tovább csökken. Ilyen körülmények között ritkán alakulnak ki felhők és eső. Ha ehhez még egy kis szél is társul, amely felgyorsítja a párolgást a felszínen, akkor az alatta lévő kontinentális területek a rendelkezésre álló nedvesség hiánya miatt rendkívül szárazak lesznek. A sivatagok így szárazak lesznek.
A sivatagról talán homok és dűnék jutnak eszedbe, de sivatagok hidegebb területeken is előfordulhatnak. A hideg vagy fagyos sivatagok – mint például a chilei Atacama-sivatag és néhány ázsiai sivatag, amely az eurázsiai sztyeppék közé ékelődik (például a türkmenisztáni Karakum-sivatag) – az év hidegebb hónapjaiban gyakran fagypont alá süllyednek. Ezenkívül létezik egy rendkívül nagy sivatag, amelynek “homokja” valójában vízből áll. Ez a sivatag nem az óceánnak azon a részén található, amelyet Samuel Taylor Coleridge “The Rime of the Ancient Mariner” című versében örökített meg (“Víz, víz, víz, mindenütt,/Nem egy cseppet sem lehet inni”); hanem az egész Antarktiszon, amelynek part menti részein évente mintegy 200 mm (7,9 hüvelyk) csapadék hullik, míg a belsejében kevesebb mint 50 mm (2 hüvelyk). Sokak számára a Szahara, amely mintegy 3,32 millió négyzetmérföldet (8,6 millió négyzetkilométert) tesz ki, a világ legnagyobb sivataga; azonban kétségtelenül lehet vitatni, hogy az Antarktisz – a maga jégsíkságával – 5,5 millió négyzetmérföldjével (14,2 millió négyzetkilométerrel) a világ legnagyobb “technikai” sivatagának tekinthető.