塔克拉玛干沙漠的地表是由几百米厚的松散冲积物而形成。这一冲积层受到风的影响，其为风所移动的沙盖厚达300米。风形成的地形特征多种多样，各种形状与大小的沙丘均可见到。克拉玛干沙漠，系暖温带干旱沙漠，酷暑最高温度达67.2℃，昼夜温差达40℃以上；平均年降水不超过100毫米，最低只有四五毫米；而平均蒸发量高达2500～3400毫米。
由于地处欧亚大陆的中心，四面为高山环绕，塔克拉玛干沙漠充满了奇幻和神秘的色彩。
塔克拉玛干沙漠流动沙丘的面积很大，沙丘高度一般在100～200米，最高达300米左右。沙丘类型复杂多样，复合型沙山和沙垄，宛若憩息在大地上的条条巨龙，塔型沙丘群，呈各种蜂窝状、羽毛状、鱼鳞状沙丘，变幻莫测。