Пустыни Казахстана, находясь в умеренном поясе, отличаются сухим жарким летом и холодной малоснежной зимой. Климат пустынь очень сухой. Среднегодовое количество выпадающих осадков нигде не превышает 200 мм. В некоторых местах пустынной зоны количество годовых осадков не достигает и 100 мм. В большинстве же районов оно не превышает 120—150 мм. Только в Прикаспийской низменности их несколько больше – 150—180 мм. Суммы температур за период с температурами выше 10° в среднем по зоне очень велики – колеблются в пределах от 3100° до 4000° и более. Коэффициент атмосферного увлажнения падает до 0,12—0,15. Летом дожди бывают очень редко. Наибольшее количество осадков выпадает весной. Зима холодная. Морозы доходят до -40°С. Лето очень жаркое, душное и сухое. Средняя температура июля на севере +24-+26°С, на юге +28-+30°С. Летом поверхность песка нагревается до +70°С. Всё это приводит к большой испаряемости. Котловины и впадины, весной наполняемые талой снежной водой, летом высыхают. В условиях почти постоянной атмосферной засухи теплого времени года земледелие в пустыне возможно только при искусственном орошении. Большое значение имеют грунтовые и глубинные воды. Использование вполне пригодных для человека и животных пресных подземных вод создает условия для развития хозяйственной деятельности. В пустынной зоне находятся самые крупные артезианские бассейны: Кызылкумский, Чу-Сарысуский, Южно-Балхашский, Сырдариинский, Бетпакдалинский, Мангыстауский, Прикаспийский.

Естественная растительность крайне разрежена. В ее составе господствуют пустынные полукустарнички (полыни, солянки) и эфемеры. Первые прерывают свою вегетацию на летнее время, вторые завершают ее к началу лета. Формирование почвы также происходит только в краткие периоды благоприятного соотношения тепла и влаги. В остальное время года почва находится в состоянии биологического покоя.

Зональные почвы пустынь Казахстана – бурые и серо-бурые. Бурые пустынные почвы тяготеют к северным районам зоны (Прикаспийская низменность, Северное Приаралье, отчасти Бетпак-Дала), где количество атмосферных осадков приближается к 150 мм/год или несколько выше. Серо-бурые почвы, наиболее типичные для пустынь умеренного пояса, свойственны для остальной части зоны. По площади эти 2 типа подзон делят зону пустынь примерно пополам.

Подзона крайне сухой северной пустыни бурых почв. Занимает территорию в географических координатах 46—48^>0 с. ш. Средняя годовая температура воздуха изменяется от 3,5^>0 на востоке до 11,1^>0 – на западе. Сумма температур выше 10^>0 – 2700—3800^>0. Осадков выпадает от 120 до 180 мм, при этом испаряемость превышает количество осадков в 10—12 раз. Гидротермический коэффициент Селянинова 0,2—0,4. Все это создает глубокий дефицит влаги в почве, вызывает летнюю паузу или сильно замедляет вегетацию растений, микробиологические и биохимические процессы. Растительность солянково-полынная с участием полыни, прутняка, биюргуна и др.

Подзона предельно сухой центральной пустыни серо-бурых почв находится южнее 46—47^>0 с.ш. и ограничивается на юге подножиями горных хребтов Тянь-Шаня и Тарбагатая. Средняя годовая температура воздуха здесь выше на 1—2^>0, на 200—400^>0 выше сумма эффективных температур более 10^>0. Осадков выпадает 100—170 мм в год с максимумом в весенний период. Гидротермический коэффициент Селянинова от 0,2—0,4 до 0,1—0,3. В растительном покрове преобладают полынно-солянковые пустыни (боялыч, биюргун, полыни и др.).

Сельское хозяйство в пустынях Казахстана имеет преимущественно животноводческое направление. Главное из них – верблюдоводство, мясо-сальное и смушковое овцеводство, которое базируется на использовании пустынных пастбищ. В меньшей степени, в основном в обводненных районах, развито табунное коневодство и мясное скотоводство. Очаги поливного земледелия сосредоточены в низовьях крупных транзитных рек, пересекающих пустыни – Сырдарьи, Чу, Или и др.