Vào ban ngày, bức xạ năng lượng Mặt trời của cát làm nóng không khí và khiến nhiệt độ tăng cao. Tuy nhiên, vào ban đêm, hầu hết nhiệt trong cát nhanh chóng tỏa ra không khí và không có ánh sáng Mặt trời để hâm nóng nó, khiến cát và môi trường xung quanh trở nên lạnh hơn trước.

Tuy nhiên, chỉ riêng hiện tượng này không giải thích được sự giảm nhiệt độ nghiêm trọng như vậy. Nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ nghiêm trọng là không khí ở sa mạc rất khô. Ở các sa mạc khô cằn như sa mạc Sahara và sa mạc Atacama ở Chile, độ ẩm - lượng hơi nước trong không khí - thực tế là bằng không, và không giống như cát, nước có khả năng lưu trữ nhiệt rất lớn.

Hơi nước trong không khí giữ nhiệt sát mặt đất giống như một tấm chăn khổng lồ vô hình và ngăn nó tản ra khí quyển. Không khí có độ ẩm cao cũng cần nhiều năng lượng hơn để nóng lên, có nghĩa là cũng cần nhiều thời gian hơn để năng lượng đó tiêu tán và môi trường xung quanh hạ nhiệt. Do đó, tình trạng thiếu độ ẩm ở các sa mạc cho phép những nơi khô cằn này nhanh chóng nóng lên nhưng cũng nhanh chóng nguội lạnh.

Bất chấp sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng như vậy, động vật sa mạc thích nghi tốt với sự thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt của sa mạc.