虽然沙漠这个字眼意味着“荒凉”或者”荒芜人烟”，但是在这恶劣环境中生长的动植物却有神奇的适应性。缺水这一基本条件对地球上绝大多数靠水为生的生命形式来说是个极为不利的环境。此外，沙漠地区常常是烈日炎炎和刀削斧劈般的狂风。不论是动物还是植物，它们在沙漠中能成功地活下来，其奥秘在于善于调整生理机能和生活方式的奇特能力。这种适应性是创造性的，灵活的，常常是不可理解的，但是，却惊人地卓有成效。
索诺拉沙漠里的巨型仙人掌就是有效地扎根于贫瘠干旱环境中一个生动的例子。这种仙人掌寿命有200年，可长到50英尺高。它中空的根扎向四面八方，方圆达65英尺，形成一套有效的管道供水体系。下雨时，根系迅速吸足水分，输送到植物体和各个部分，可供仙人掌生长达4年之久。
仙人掌茎的表皮布满褶皱，使茎在必要时可膨胀可收缩，这在沙漠地区是个至关重要的因素，在夏季一场阵雨过后，仙人掌能吸收一吨水：这就使多褶的茎吸足水分后可以膨胀起来。一株成年的仙人尊重达10吨，4/5是水分，为今后的干旱月份做好充分准备。
牧豆树是美国西南部沙漠地区一种常见树木，它有一种绝好的本领适应沙漠的干旱条件，很好地生活下去。它庞大的根系在地下能四处延伸达175英尺，寻找地下水。牧豆树这一登峰造极的本事是与生俱来的，它的茎要等到根找到水才能长出地面。只有在这时，它才长出茎干，长出绿叶，初露峥嵘，这时，已经长成气候，有了充分准备勇敢面对沙漠那恶劣的条件。
仙人球是另一种生命力很强的沙漠植物，它能有效地吸收、储存水分并控制自身对水分的消耗。它典型的蜡质表面能有效地防止水分蒸发，它满身白毛在反射热量保护脆弱的组织方面比其他品种的植物要更胜一筹；它长刺而无叶，因为刺能放出热量，暴露在干风中的面积最小，而且刺朝下长，更能使水分流到自家根部。此外，这种刺还能自我保护，防止动物咬食。另外一些生活在沙漠的植物只有在雨后才长出叶子，并且匍匐在地面上自我保护，或者分泌出一种毒素，防止他类植物竞争。
对于荒凉贫瘠的沙漠动物来说，食物是它们获得水分的重要来源。每到夜晚沙漠里的气温大幅度降低，空气中的水分能生成露水，这对动植物来说是重要的水源。绝大多数的沙漠植物含水量达90％，成为草食动物的至关重要的水源。
有一种草食动物，如沙漠木鼠，几乎全靠吃仙人球来获得所需要的水分。木鼠本身重量的绝大部分也是水分，于是像牛蛇这样的肉食动物通过捕食啮齿动物获得所需要的水分。美国西南部的袋鼠可能是最具有生命力的沙漠动物。它从来不饮水。它们以干草和植物种子为生。那么它们需要的水分几乎全靠食物氧化过程所产生的水分。每头袋鼠平均从每百克的植物种子中制造出54克水分。其它动物也形成了非凡的适应性，来对付极其荒凉的沙漠恶劣环境。
