大利亚西北部、大致呈东南走向的荒漠，由广袤的干旱沙丘和盐沼地区组成。面积为284,993平方公里，是继大维多利亚沙漠之后的澳大利亚第二大沙漠。大部分位于西澳大利亚州领土内，处于该州皮尔巴拉和金伯利两处多岩石的区域之间，地势平坦。大沙沙漠的东南部为吉布森沙漠和麦凯湖，东部为塔纳米沙漠，西南则为勒达尔河国家公园与多拉湖。它与吉布森沙漠和小沙沙漠等构成一片更大的西澳大利亚沙漠。
地貌.大沙沙漠内有众多大型的沙质沙漠，这些沙质沙漠主要由纵向沙丘组成。沃尔夫溪陨石坑位于沙漠东北。