世界上最大的沙漠。阿拉伯語撒哈拉意即“大荒漠”。位於阿特拉斯山脈和地中海以南，約北緯14°線（250毫米等雨量線）以北，西起大西洋海岸，東到紅海之濱。橫貫非洲大陸北部，東西長達5600公裡，南北寬約1600公裡，面積約960萬平方公裡，約占非洲總面積32％。
地質構造上屬古老的北非地臺，由前寒武紀花崗巖、片麻巖和石英巖構成，經長期剝蝕，在古生代初期已呈準平原狀態。古生代以來的地殼升降運動，導致多次海侵和海退，覆蓋著厚層沉沉積巖系；局部地區隆起為高原或沉降為盆地，也有斷裂作用形成的斷塊山地，巖漿噴發形成的火山和熔巖高原。在現代幹旱氣候條件下，廣泛分佈風蝕和風積地貌。因此，撒哈拉沙漠地區總體上表現為一個起伏不大又有多種地貌類型的遼闊高原。一般海拔200～500米。中部有一條南東—北西向高地，地勢向四周逐漸降低，遞變為一系列低高原和盆地。全區最高部分達3000米以上，埃及西北部蓋塔拉窪地最低處在海平面以下133米。
中部高地東段的提貝斯提高原，其基底是準平原化的前寒武紀變質巖，上覆厚幾百米的古生代砂巖。第三紀、第四紀火山活動，使玄武巖廣泛覆蓋於砂巖之上，並在高原上形成不同形態的火山，其中死火山庫西山海拔3415米，為全地區最高峰。中部高地西段的阿哈加爾高原，其基底也是古老的結晶巖，核心部分由玄武巖、安山巖等火山巖構成，邊緣部分由古生代砂巖構成。這是古老的褶皺地層經長期剝蝕之後，近期再由火山作用重新堆積升高而成，海拔一般在2000米以上，塔哈特火山，海拔2918米。
阿哈加爾高原與提貝斯提高原之間，由一狹窄而高聳的鞍形地相連接，把撒哈拉沙漠分為東北和西南兩部分，構成地質上的鮮明對比。東北部多覆蓋著白堊紀至第三紀的水平沉積地層，以白堊紀努比亞砂巖面積最大；西南部除局部地區有上古生代厚砂巖外，前寒武紀結晶巖基底廣泛出露。高地四周，放射狀幹河谷相當密集。源於阿哈加爾高原最長的幹河谷，南抵尼日爾河，北達加西附近低地。谷坡一邊陡峭，一邊平緩，間歇河谷在廣大平緩地區縱橫交織，是撒哈拉沙漠地貌上的一個重要特征。
除上述山地、高原外，全區基本上是由錯綜分佈的閉塞盆地構成，盆地大多海拔50～200米。其中有面積廣大、界線分明的乍得盆地、西撒哈拉盆地、伊哈哈爾盆地等。間歇性的沙漠河流呈輻合狀消逝在盆地之中。
撒哈拉沙漠幹旱地貌類型多種多樣。由石漠(巖漠)、礫漠和沙漠組成。石漠多分佈在撒哈拉中部和東部地勢較高的地區，主要有大片砂巖、灰巖、白堊和玄武巖構成，或巖石裸露或僅為一薄層巖石碎屑。如廷埃爾特石漠、哈姆拉石漠、莎菲亞石漠等，尼羅河以東的努比亞沙漠主要也是石漠。礫漠多見於石漠與沙漠之間，主要分佈在利比亞沙漠的石質地區、阿特拉斯山、庫西山等山前沖積扇地帶，如提貝斯提礫漠、卡蘭舒礫漠、蓋圖塞礫漠等。沙漠的面積最為廣闊，除少數較高的山地、高原外，到外都有大面積分佈。著名的有利比亞沙漠、賴卜亞奈沙漠、奧巴裡沙漠、阿爾及利亞的東部大沙漠和西部大沙漠、舍什沙漠、朱夫沙漠、阿瓦納沙漠、比爾馬沙漠等。面積較大的稱為“沙海”，沙海由復雜而有規則的大小沙丘排列而成，形態復雜多樣，有高大的固定沙丘，有較低的流動沙丘，還有大面積的固定、半固定沙丘。固定沙丘主要分佈在偏南靠近草原地帶和大西洋沿岸地帶。從利比亞往西直到阿爾及利亞的西部是流沙區。流動沙丘順風向不斷移動。在撒哈拉沙漠曾觀測到流動沙丘一年移動9米的記錄。(見彩圖)
撒哈拉大沙漠
全境處於副熱帶高壓帶控制下，全年大部分時間盛行幹熱的哈馬丹風，降水稀少，幹燥炎熱，形成典型的熱帶沙漠氣候。大部分地區平均年降水量在50毫米以下，內陸有的地方甚至多年無雨。降水年變率很大。蒸發旺盛，潛在年蒸發量在2000毫米以上，高者達4500～6000毫米，更加劇瞭氣候的幹旱。年平均氣溫一般在25℃以上。7月平均氣溫35～37℃以上，絕對最高氣溫超過50℃，而且高溫持續時間很長。利比亞阿齊齊耶絕對最高氣溫曾達58℃，有世界“熱極”之稱。氣溫日較差很大，一般為15～30℃，科羅托羅曾觀測至38.2℃的絕對日較差。太陽能資源極其豐富，年日照時數一般都在3600小時以上，中部可達4300小時。
境內除東部有尼羅河貫穿外流以外，其餘全為內流區或無流區，無常年水流，幹河谷隻降雨時短期有水。部分幹河谷是第四紀溫暖濕潤時期形成的。當時大量降水下滲，成為目前撒哈拉沙漠地下水的主要來源。在阿特拉斯山前緣凹陷地區和中部高地幹河谷及小盆地中，由於地下水出露，形成許多綠洲，成為沙漠中經濟活動主要地區，如埃及的錫瓦綠洲、達赫拉綠洲和利比亞的費贊綠洲群、庫夫拉綠洲群以及阿爾及利亞的艾因薩拉赫、圖古爾特、古拉拉、瓦爾格拉等綠洲。絕大部分綠洲利用地下水進行灌溉，灌溉方式有坎兒井灌溉、井灌、泉水灌溉等。
植物貧乏，且大部分是旱生植物和短生植物。除綠洲外，喬木和灌木叢極為罕見。沙漠南緣一帶植物較多，分佈有灌叢和硬質禾本科草類，以三芒草為最多。大西洋沿岸的狹長地帶，有較繁茂的多汁大戟屬植物。阿哈加爾和提貝斯提高原一帶，有地中海類型樹種，如金合歡、無花果樹、橄欖樹、夾竹桃等。一些幹谷中有檉柳屬植物。綠洲中植物較茂盛，主要是棗椰，品種有20～30種之多。此外，不少地方還散生有矮小的豆科、菊科和十字花科植物。土壤以荒漠土為主，其次為發育程度很淺的石質土和沙土，鹽漬土呈片狀出現。在綠洲地區分佈有較優良的耕作土壤。適應荒漠生態環境，動物具有耐渴、耐饑、視覺和聽覺發達以及奔跑迅速的特性。多聚居在幹谷、綠洲和湖泊附近草木豐盛處。主要有爬行動物、鴕鳥、鼠類、羚羊、、蝙蝠、蝟、狐和駱駝。
撒哈拉地區地廣人稀，平均每平方公裡不足1人。以阿拉伯人為主，其次是柏柏爾人等。居民和農業生產主要分佈在尼羅河谷地和綠洲，部分以遊牧為主。20世紀50年代以來，沙漠中陸續發現豐富的石油、天然氣、鈾、鐵、錳、磷酸鹽等礦。隨著礦產資源的大規模開采，改變瞭該地區一些國傢的經濟面貌，如利比亞、阿爾及利亞已成為世界主要石油生產國，尼日爾成為著名產鈾國。沙漠中也出現瞭公路網、航空線和新的居民點。