사막은 연간 강수량이 250mm 이하로 매우 적거나, 증발량이 강수량보다 많은 지역을 일컫는다. 지표면의 대부분이 모래, 자갈, 암석으로 덮여 있으며 식생이 매우 빈약한 것이 특징이다. 지구 육지 면적의 약 3분의 1을 차지할 정도로 광범위하며, 주로 위도 20도에서 30도 사이의 아열대 고압대에 분포한다. 낮에는 태양 복사 에너지가 직접 지면에 전달되어 온도가 급격히 상승하지만, 밤에는 지표 열이 빠르게 식어 일교차가 매우 크게 나타난다.

사막은 구성 물질과 형성 원인에 따라 여러 종류로 나뉜다. 흔히 떠올리는 모래사막 외에도 자갈이 깔린 역질 사막, 암석이 노출된 암석 사막이 존재한다. 또한 위치에 따라 중위도 내륙의 비그늘 지역에 형성된 내륙 사막, 한랭한 해류의 영향으로 형성된 해안 사막으로 구분된다. 남극이나 북극처럼 강수량은 적지만 기온이 매우 낮은 지역은 '냉성 사막'이라 부르며, 우리가 흔히 아는 뜨거운 사막인 '열대 사막'과 대비되는 개념으로 쓰인다.

혹독한 환경에도 불구하고 사막에는 독특한 방식으로 적응한 생명체들이 살아간다. 식물은 수분 증발을 막기 위해 잎이 가시로 변한 선인장이나, 뿌리를 깊게 내려 지하수를 흡수하는 종류가 대표적이다. 동물들은 수분 손실을 최소화하기 위해 주로 밤에 활동하는 야행성 습성을 지닌다. 낙타는 혹에 지방을 저장하여 영양분을 공급받고, 땀을 거의 흘리지 않으며 소변 농도를 높여 체내 수분을 보존한다. 사막여우는 커다란 귀를 통해 체열을 발산하며 뜨거운 기온에 적응한다.

사막의 지형은 바람과 물의 침식 및 퇴적 작용에 의해 형성된다. 바람에 의해 모래가 쌓여 만들어진 언덕인 사구는 바람의 방향과 세기에 따라 모양이 계속해서 변한다. 일시적으로 비가 내릴 때만 물이 흐르는 강인 '와디'는 평소에는 마른 골짜기 형태를 유지한다. 또한 바람에 날린 모래 입자가 암석의 아랫부분을 깎아내어 만들어진 버섯바위나, 사막 한가운데 지하수가 솟아나 식물이 자랄 수 있는 오아시스는 사막의 주요한 경관 요소다.

최근 지구 온난화와 과도한 방목, 산림 파괴 등으로 인해 사막이 아니었던 곳이 사막으로 변하는 사막화 현상이 심각한 환경 문제로 대두되고 있다. 사하라 사막의 남쪽 경계인 사헬 지대가 대표적인 피해 지역으로, 토양이 척박해지면서 농경지가 사라지고 식량난이 발생한다. 이는 생태계의 파괴뿐만 아니라 황사 발생 빈도를 높여 인접 국가의 대기 질에도 악영향을 미친다. 이를 막기 위해 국제적으로 토양 보존과 식생 복원을 위한 노력이 이어지고 있다.