这里是世界上物种多样性最高的沙漠。但由于过度放牧，沙漠环境遭到了极大的破坏，很多原生物种的生存空间都已经被入侵物种挤占，墨西哥狼几乎灭绝。现在该沙漠约7%的地区为环境保护区。
气候.这片沙漠主要是由于西马德雷山脉和东马德雷山脉的雨影形成的，年降水量平均为。唯一的雨季发生于每年六月到十月初，初冬也有少量的降水。奇瓦瓦沙漠海拔较高，约，因此夏季并不十分炎热，气温在之间，年均气温为。沙漠北部冬天酷寒，有可能发生雪暴。