В большинстве пустынь песок появился в результате перевеивания ветрами наносов рек, которые протекают либо когда-то протекали прямо на месте нынешней пустыни или неподалеку. При иссушении ландшафта из-за изменений климата, а также из-за нерационального природопользования ветер перераспределил речной песок по долинам и вне их бортов. Так образовались, например, среднеазиатские пустыни или пустыни северного Ордоса в Китае.
Реже песчаные пустыни образуются в результате глубокого выветривания зернистых или кристаллических горных пород. Такие пустыни имеются, например, на востоке Египта. Излюбленная туристами Синайская пустыня — именно такая.
А ещё бывает, что песчаные пустыни формируются на тропических побережьях: это когда отмершие коралловые постройки дробятся штормовым волнением. Получается кальцитовый песок, который ветер разносит по побережью, а иногда даже забрасывает за ближайшие невысокие горные перевалы. Такие пустыни можно увидеть в западной части и на юге Аравийского полуострова, например, пустыня Тихама.