Birer ekosistem olan çöller ile çöl atmosferinin düşük nemliliği gündüz ve gece arasında büyük sıcaklık farklarının oluşmasına neden olmaktadır. Çöller aldıkları yağış miktarında çok büyük farklar gösterebilmektedirler. Yağışların zamanı da belirsizdir. Toprakta organik miktarı az olan çöllerde bu durumla karşılık olarak bol miktarda mineral bulunmaktadır. En gelişmiş olan çöllerde bile bitki örtüsü çok seyrek olur. Toprak, güneş ışınları ve rüzgârla direkt olarak karşılaşır. Hem çok yıllık hem de yıllık bitkileri vardır ama çok yıllık olarak Sahra çalısı ve kaktüsler tipiktir.
Çöllerde yaşayan hayvanlar çok sert koşullara dayanıklı olan hayvanlar olmak zorundadırlar. Besin ve su çok seyrek olduğu için çöllerde yaşam tüm canlılar için oldukça zordur. Bu zorlukları aşabilmek için canlılar çok çeşitli fiziksel ve davranışlar uyumlar evrimleştirmişlerdir. Buralarda yaşayan birçok hayvan küçük olur. Günün en sıcak saatlerini de bitkilerin altında ya da yerin altında geçirmek zorunda kalırlar. Geceleri avlanırlar ve yiyecek ararlar.
Kutupların çevresinde yer alan çöller ile birlikte Kuzey Afrika’da Büyük Sahra, Güney Afrika’daki Kalahari Çölü, Asya’da Gobi Çölü, Güney Amerika’da Atacama Çölü dünya genelinde en ünlü çöllerdir. Dünyanın en sıcak çölü ise Sahra Çölü olarak kabul edilir. Ucu bucağı olmayan, ıssız, kurak, verimsiz ve üzerinde çok az kişinin yaşayabildiği çöl toprakları dünyadaki yaşam şartları en zor olan yerlerin başında gelmektedir.
Kum çok ilginç bir maddedir ve kuru ama kaygan bir yapısı vardır. Parçacıkları ise diğer tüm toprak çeşitlilerine göre daha büyük olur. Bu da öncelikli olarak suyu iyi emmemesinin de nedenidir. Isıyı çok iyi emmeyen kum, çöllerin gündüzleri çok aşırı sıcaklıklarda olmasına neden olmaktadır. Gündüzleri çok fazla sıcaklıklar yaşanan çöller geceleri hava karardığı zaman serinler.
Çöl dendiğinde genel olarak akla ilk gelen şey, kumla kaplı ucu bucağı olmayan arazilerdir. Ancak bunun dışında Antarktika’da örnekleri bulunan kutup çölleri de bulunmaktadır.
Su, ısıyı yakalamak ve tutmak açısında çok iyidir. Normal bir arazide güneş toprağı ısıttığı zaman toprak çok fazla oranda ısı emebilir. Gece olduğu zaman gökyüzünde güneş olmazsa zemin tarafından yayılan sıcaklık zeminin üzerindeki havada yer alan su içeriği ve nem tarafından yakalanmaktadır. Ancak çöllerde bu durum farklı olarak seyreder.
Güneş battığı zaman ve yer ısısı radyasyon aracılığı ile yer ısısını kaybettiğinde yerin üzerindeki hava nemli olmadığı için bu ısı tutulamaz. Bu yüzden de sıcaklık çok hızlı bir şekilde kaybolur. Bu da gece olunca sıcaklıkların çok yüksek oranlarda düşmesine enden olmaktadır.
Çöllerde bitki örtüsünün bulunmaması da ısının yerin üzerinde tutulmasını daha da zorlaştıran bir durumdur. Yerden gelmekte olan ısı bu nedenle kaçar ve geride soğuk bir hava kalır. Geceleri soğuk olan çöllerin bu durumu bulutlar, nem ve rüzgarla direkt olarak ilişkilidir. Ancak zannedilenin aksine her çöl nemsiz olmaz.
Birleşik Arap Emirlikleri ve Kuveyt gibi yerlerde bulunan çöller diğer çöllerden daha nemli olur. Örnek olarak Sahra Çölü'nde hiç nem olmadığı için geceleri çok soğuk olur. Çöller nemli hava yer tarafından yayılan ısının bir kısmını dahi tutamadığı için geceleri soğuk olur.