形成沙漠除了要有干燥的气候条件外，还要有丰富的沙漠沙的来源。丰富的沙源是沙漠形成的物质基础。
以塔克拉玛干沙漠为例。塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地的中央，覆盖在巨大的古塔里木平原上。盆地四周有天山、帕米尔、昆仑山和阿尔金山等高山和山原环抱，它们的高度都在4000米以上，山顶有大面积冰雪分布。在第四纪冰期时，这里降温剧烈，降雪更多，山地冰川发育的规模比现在要大得多。目前，塔里木盆地平原地区气候干旱，河流很少，流水作用微弱，只有和田河等少数几条比较大的河流，水量比较丰富，流程也比较远，其它河流大都在山麓洪积扇边缘地带就消失了。但在第四纪冰期时，因有大量的冰雪水补给，河流水量比现在要大。在塔里木盆地的中、南部，就发现有很多发源于昆仑山的古代河流的痕迹，它们由现在的塔克拉玛干沙漠的边缘，一直伸展到沙漠内部200～250公里的腹地，有的甚至流得更远。如克里雅河，现在的洪水只能流到沙漠中的通古兹巴斯特一带，但从地面上还清楚地遗留着的古河床遗迹来看，古老的克里雅河曾经向北注入塔里木河。发源于昆仑山北坡的和田河，由玉龙喀什河和喀拉喀什河汇合而成。根据测定，现在玉龙喀什河的年平均径流量为23.4亿立方米，每立方米水中平均带有的悬浮泥沙为3.57公斤；喀拉喀什河平均年径流量是21.25亿立方米，挟带的悬浮泥沙为2.02公斤/立方米。它们一年可以给塔里木平原带去620多万立方米的泥沙。如果我们假定在第四纪的100万年时间里，和田河每年都挟带这么多的泥沙（其实，那时的水量和含沙量都要比现在大得多），并在它当年奔腾澎湃的地方均匀堆积下来。那末，仅仅只是水中的悬浮泥沙就足够沉积124米厚的冲积地层。叶尔羌河的水量和含沙量比和田河还要大，它每年的悬浮沙量高达1676万多立方米，所以沉积作用当然更大。正是在第四纪冰期时有着许多大量冰雪水补给的、水量丰富的河流，有巨大的搬运能力，把昆仑山、阿尔金山的大量山地破坏产物带到下游并堆积在盆地里，才能在盆地的中南部造成了一个广大的干三角洲平原。根据皮山、墨玉、于田等地的地质钻孔记录，在地下 100～200米深度内，都是灰色的中细沙和细粉沙。
发源于西昆仑山、帕米尔和天山西段南坡的许多河流，主要有阿克苏河、和田河、叶尔羌河等，汇集成塔里木河，流经塔里木盆地的北部。众多的支流不但注入了大量水量，也从山区带来了大量泥沙，特别在洪水季节，河流的沉积作用很强，河床不断垫高，河道经常发生变迁；加上由于塔克拉玛干沙漠内部的隆起，迫使塔里木河不断向北迁移。在现有河道的南部遗留有多条东西向延伸的古河床，其南界可以扩展到80～100公里的沙漠里，即达到北纬40°20′附近（图3）。塔里木河阶段性向北迁移的结果，就在塔里木盆地的北部造成了宽度达130公里、长度有近1000公里的巨大冲积平原。根据物探资料，冲积平原第四系沉积厚度有500米，沉积物以细沙为主。
塔里木盆地的东部，是一个构造陷落洼地，是盆地最低洼部分，最低处海拔为780米。它是整个盆地的集水中心，汇集了塔里木河、孔雀河、车尔臣河、米兰河，甚至疏勒河等河的尾水，分潴成罗布泊和台特马湖。由于第四纪以来河流、湖泊位置的多次变迁，河流的冲积、湖泊的沉积形成了广大的三角洲平原和湖成平原。从钻孔资料和出露地层剖面观察，沉积物是由淡黄和浅灰色的细沙、粉沙和沙粘土，中间夹着薄层青灰色亚粘土组成的，有明显水平层理，富含植物（芦苇）和软体动物（淡水螺）贝壳的残余遗体。