撒哈拉沙漠位于非洲北部，北到地中海，南到苏丹草原，西从大西洋沿岸，东部直抵红海，沙漠东西约长4,800公里，南北在1300公里至1900公里之间，总面积约9065000平方公里，是世界最大的沙漠，该地区气候条件非常恶劣，是地球上最不适合生物生存的地方之一。
这块沙漠大约形成于250万年以前，在上一个冰河时期，撒哈拉还不是一个沙漠，气候类似于东非，在沙漠地带发现了大约有3万幅古代的岩画，其中有一半左右在阿尔及利亚南部的恩阿杰尔高原，描绘的都是河流中的动物，如鳄鱼等。同时也发现过恐龙的化石。但撒哈拉自从公元前3000年起，除了尼罗河谷和分散在沙漠中的绿洲附近，已经几乎没有大面积的植被存在了。
撒哈拉沙漠分为几部分：西撒哈拉;中部高原山地;东部是最为荒凉的区域;撒哈拉沙漠的最高点为位于提贝斯提高原中的库西山，海拔为3415米，最低点为海平面下133米，在埃及的盖塔拉洼地。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。
撒哈拉沙漠世界上阳光最充足的地方，也是世界上最大和自然条件最为严酷的沙漠。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。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。
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，河流沿着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。
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。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。
撒哈拉沙漠将非洲大陆分割成两部分，北非和南部黑非洲，这两部分的气候和文化截然不同，撒哈拉沙漠南部边界是半干旱的热带稀树草原，阿拉伯语称为“萨赫勒”，再往南就是雨水充沛，植物繁茂的南部非洲，阿拉伯语称为“苏丹”，意思是黑非洲。
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,尼日尔成为著名产油国。沙漠中也出现了公路网、航空线和新的居民点。
虽然撒哈拉沙漠(不包括尼罗河谷)大如美国，但是它的居民估计只有250万，每平方公里还不到0.4人。偌大的面积空无一人，但是只要瘦瘠的植被能供养牲畜，或有可靠的水源，散落的人群便会在这世界上最艰困的环境中和岌岌可危的生态环境下生存下去。