De norte a sur, presenta una longitud máxima de unos 150 km; de este a oeste, el desierto de Sechura tiene una anchura máxima de unos 100 km, comprendidos entre las estribaciones de la cordillera Occidental , una alineación montañosa que constituye el ramal costero de los Andes peruanos (macizo Illescas), y el litoral del Pacífico, donde se encuentra la bahía de Sechura en el noroeste.