В Северном и Южном полушариях примерно между 15 и 30 широтами находится зона тропических пустынь. Одни пустыни расположены внутри континентов, а другие протянулись вдоль западных побережий материков. Это очень жаркие и сухие районы земного шара со скудным растительным и животным миром. Здесь нет постоянных рек, а огромные площади занимают лишь развеваемые пески, нагромождения камней и растрескавшиеся от жары глинистые поверхности. Хотя многие полагают, что все пустыни состоят из песка, на самом деле это не так.
На Земле чаще встречаются каменистые пустыни, или гамады, как правило, расположенные на плато или в горах. Тропические пустыни находятся в области высокого атмосферного давления, где преобладают нисходящие воздушные потоки. Раскалённый воздух содержит ничтожное количество водяного пара, и в течение всего года его абсолютная и относительная влажность близка к нулю. Осадки в пустынных районах выпадают редко, обычно в виде коротких ливней, а в некоторых местах по несколько лет не бывает дождей. Годовая сумма осадков 50-200 мм.
Воздух пустынь настолько горячий и сухой, что дождь нередко испаряется, ещё не достигнув земли, а влага, которая всё же попадает на поверхность, мгновенно исчезает. После обильного дождя уровень грунтовых вод поднимается, при этом по почвенным капиллярам грунтовые воды подтягиваются к поверхности и испаряются, а растворённые в них соли накапливаются в приповерхностном слое почвы, засоляя его.
Поскольку воздух пустынь содержит очень мало влаги, он почти не защищает от солнечной радиации. Величина суммарной солнечной радиации в среднем составляет 200-220 ккал/см2 в год, это больше, чем в экваториальном поясе, где велика облачность. Днём над пустыней ярко светит солнце и стоит испепеляющая жара (в Сахаре, например, около 50 °С). Ночью земная поверхность быстро остывает и температура может упасть до 5 °С. Таким образом, суточная амплитуда температур в тропических пустынях приближается к 40 °С.
В пустынях постоянно дуют сильные (80-100 км/ч) ветры, они захватывают рыхлый материал и переносят его на большие расстояния, вызывая песчаные и пыльные бури. Пыль из пустыни Сахара, например, обнаружена более чем в 3000 км от места её образования, на северо-западе Европы. А пыль из австралийских пустынь найдена на побережье острова Новая Зеландия, отдалённого от них на 2400 км.
Примитивные почвы тропических пустынь очень бедны гумусом, и только в относительно влажных районах формируются серозёмы. Почвенный покров в тропических пустынях, как правило, отсутствует. Обширные пространства покрыты песками или россыпями щебня и гальки, на поверхности которых образуется характерная блестящая тёмная корка, так называемый пустынный загар, защищающий горные породы от быстрого выветривания и разрушения.
В песчаных пустынях образуются эоловые формы рельефа: дюны, барханы и др. Не закрепленные растительностью, они передвигаются на десятки метров в год. Однако большая часть песков неподвижна: она удерживается длинными корнями кустарников и трав, приспособившихся к условиям постоянного дефицита влаги.
В пустынях могут произрастать только растения, способные развиваться в экстремальных условиях засухи и высоких температур. Здесь много ксерофитов, эфемеров и эфемероидов, не образующих сомкнутого растительного покрова, необычных кустарников и полукустарников типа «перекати-поле». В песчаных пустынях Азии распространены безлистные кустарники (белый саксаул, песчаная акация), в Америке и Африке обычны суккуленты (кактусы, агавы, алоэ и др.). Разнообразные полыни и солянки характерны для глинистых пустынь. Гамады, на первый взгляд лишенные растительности, тоже имеют растительный покров — лишайники.
Там, где грунтовые воды подходят близко к поверхности, располагаются оазисы. Самые крупные из них находятся в речных долинах. Здесь развивается орошаемое земледелие и садоводство, культивируются хлопок, пшеница, ячмень, сахарный тростник, олива и др. В аравийских и североафриканских пустынях растёт финиковая пальма — красивое, стройное дерево высотой до 30 м. Её питательные плоды финики едят сырыми, варят, жарят и вялят. В пищу употребляют верхушечные почки, цветочные побеги пальм — пальмовую капусту, а также мучнистую сердцевину молодых пальм.
За последние десятилетия площадь пустынь увеличилась — это результат активного воздействия человека на хрупкую природную среду. Сахара ежегодно отнимает 100 тыс. га пашен и пастбищ, Атакама движется со скоростью 2,5 км в год, Тар — 1 км в год. Для многих народов Северной и Восточной Африки, Южной Азии и тропической Америки это реальная угроза.
Глинистые пустыни встречаются на всех континентах. В сухое время их поверхность растрескивается на многоугольники, а после выпадения дождей набухает и становится практически водонепроницаемой. В Средней Азии глинистые пустыни называются такыры, в Гоби — тойримы.
Каменистые пустыни гамады (в переводе с арабского — «бесплодные») распространены на Земле очень широко. Например, в величайшей пустыне мира Сахаре пески занимают лишь 20% площади, глинистые пустыни — 10% поверхности, а около 70% приходится на песчано-галечные пустыни и гамады.