在北美沙漠，濕度是對生命的關鍵因素。在決定沙漠植物群落的特征及賴之維生的動物方面，當地的環境因素也很重要。大部分的沙漠植物是耐旱的或地下水濕生(靠 永久性的水源供應)的，透過其根部系統和抗旱的適應性機制才能生存。在大盆地地區以灌木蒿和濱藜為代表性植物，莫哈維沙漠則以約書亞樹、雜酚油木(三齒拉雷亞木)和壹種藜科雜草為典型。索諾蘭沙漠則有荊棘叢生的灌木(牧豆樹、假紫荊屬樹木、鐵木、黃櫨和貓爪樹)和多種靠濕氣維生的肉質植物。亞利桑那高地沙漠以巨仙影掌著稱，在奇瓦瓦沙漠(尤其是東部)則可以看到壹大片牧豆樹，壹些較大的樹散落各處，其下長有灌木叢，如絲蘭、仙人果，以及各種各樣的仙人掌。隨著溫度和濕度環境的改善，植物以及伴生的藻類、地衣、苔和昆蟲也更為復雜。
北美沙漠有種類豐富的昆蟲，其中蚱蜢有時多到破壞程度。蜥蜴、蛇和其他爬蟲類最為常見，它們靠植物的汁液和吞食動物以取得水分。沙漠中的鳥類也與此類似，它們吞食昆蟲和蜘蛛來獲取水分，因而大多可以不靠水源，在沙漠中到處可見。齧齒類(包括小鼠、大鼠和松鼠)、兔子和蝙蝠是最為眾多的哺乳動物，它們主要在夜間出來活動，白天高溫時則躲在地底下，而且和鳥類、爬蟲類壹樣，從食物中獲取水分。在食物鏈上再往上壹層的是諸如叢林狼、紅貓、狐貍和北美臭鼬之類食肉動物；沙漠中最大的哺乳動物是海拔較高處的大角羊。保護色(通常極為復雜)是沙漠動物的壹大特色。