水是沙漠地区最宝贵的自然资源。由于沙漠地区降水稀少，因而水资源一般来说是比较贫乏的。不过，中国沙漠地区由于四周多有高山环抱，高山降水比较丰富，一般可达500～600毫米，降水中心更可高达800～1000毫米，成为河流和地下水的主要补给来源。
此外，高山顶峰终年积雪，冰川广布，根据最近冰川编目统计和部分山区冰川的估算，中国沙漠地区外围高山冰川的总面积有2.8万平方公里，大量的冰雪融水，源源不断地流向山前平原和沙漠地区，并成为天然的“固体调节水库”。如素有“沙漠中的湿岛”之称的天山，仅中国境内部分每年就有400多亿立方米的地表水流到周围的平原和沙漠区，差不多等于一条黄河的总流量。所以，中国沙漠地区的水资源，与世界上其它沙漠地区比较，相对地说还是比较多的。