Mesteparten av området har et tørt klima, mens en stripe langs kysten har halvtørt steppeklima. Floraen er sparsom, og vegetasjonen består overveiende av små busker. Sletta er stort sett uten trær, derav navnet. På Nullarbor-sletta ligger også Australias tørreste sted, ved Farina i Sør-Australia, hvor det årlig faller kun 142 mm regn i gjennomsnitt. Til sammenligning har ørkenbyen Alice Springs i Nordterritoriet en gjennomsnittlig årsnedbør på 281 mm.