사막의 형성원인에는 자연적 원인과 인위적 원인 두가지로 나누어 생각할 수 있다. 먼저 자연적 원인으로는 지구의 대기 대순환의 변화에 따른 고기압대와 저기압대가 변동하여 고기압대가 위치한 곳에서 비가 오지 않게 되어 사막화되는 현상을 들 수 있다. 그 예로 사하라 사막을 들 수 있다.
사하라 사막은 기원전 5000년전경에는 히프시 사마르라는 "녹색사하라"하고 불려지는 시기가 있었다. 이 시기에는 현재보다 평균 기온이 1℃ 정도 높았고, 비도 많이 내렸다고 한다. 현재 알제리 남서부 산악지역의 암벽에 조각되어져 있는 그림에는 당시 사람들의 모습 이외에 하마나 악어 등의 대형 수생 동물이 그려져 있어 현재의 사하라 사막 주위는 물로 덮여져 있었다는 것을 증명하고 있다. 그런데 현재 사하라 사막 상공에는 고기압이 이동하지 않고 있기 때문에 비가 오지 않는 상황이 계속되어 결국 사막화가 이루어진 경우다.
최근에 사막화로 주목을 모은 지역으로는 사헬(Sahel) 지대가 있다. 사헬이란 아라비아어로 '가장자리' 라는 뜻인데, 사하라 사막 남쪽의 습윤지역이 계속 감소하고 있다. 연 강수량 200㎜의 등치선(等値線)의 변화를 보면, 1950년 이후 약 300㎞나 남하하고 있다. 사막의 남쪽 한계는 연 강수량의 평균치 200㎜의 등치선과 대략 일치한다. 결국 사막이 될 수 있는 지역이 약 300㎞나 남하한 것이다. 사헬 지역에서의 사막화의 원인은 결국 강수량의 감소라는 자연적인 원인에 의한 것이다. 여기에 지나친 방목과 경작, 수목의 과잉 벌채 등 원위적인 원인도 한 몫을 하여 사막화를 유발하고 있다. 사헬과 그 남쪽에 위치한 수단 지대 서부에서는 1961년부터 1967년까지 매년 200만 ha의 비율로 사막화가 진행되고 있다.
황토(黃土)는 이름 그대로 황색 또는 회색을 띤 황색의 흙으로서 0.01∼0.05㎜의 알갱이로 이루어진 퇴적물이다. 중국의 황토 고원의 황토는 타클라마칸 사막이나 중갈 사막 등 중국 서북부 사막의 잔모래가 북서풍에 실려서 이 지역에 퇴거한 것이다. 중국 북부의 황하강 중류역에 펼쳐진 황토지대는 그 범위가 특별히 넓어서 세계 최대 규모이며, 퇴적의 두께는 평균 40∼50㎝, 최대 400m나 된다. 황토 고원의 많은 부분은 물에 의한 침식이 사막화의 원인으로 나타나고 있다. 황토 고원의 표고는 1,000∼2,000m, 연 강수량은 300∼450㎜이며, 강수의 60∼70%가 7월∼9월 사이에 집중적으로 내린다. 그리고 황토는 물의 침식에 대해 무른 암질이기 때문에 단기간에 집중하여 강수가 있을 경우 침식하게 된다. 이러한 자연적인 원인과 더불어 청나라 시대에 급격한 인구 증가로 인한 대규모 삼림 벌채와 초지 개간이 실시되었다. 이러한 인위적인 원인으로 현재의 황토 고원은 깊은 침식 계곡이 무수히 새겨진 불모의 구릉이 끝없이 이어져 있다.