主要有两方面原因：第一，沙漠热容量小，白天吸热快，升温快；夜晚放热快，降温快。第二，沙漠云少，白天阳光可以毫无阻挡地烤炙沙漠，气温急剧升高；夜晚逆辐射几乎不存在，起不到保温作用，气温持续降低。

一说到沙漠很多人马上会想到新疆，而在新疆流行着这样一句谚语，“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，从这句谚语中就能够感受到新疆沙漠早晚温差有多大。每次提到沙漠，大家的固有印象除去干旱少雨以外，就是沙漠地区极大的昼夜温差。白天还是热气腾腾的沙漠，一旦到了夜晚就急速降温，不复白日炎热。沙漠昼夜温差之大也成为了很多探险家挑战极限的“拦路虎”。

首先，沙漠白天热晚上冷的现象和沙漠中的沙石脱不了关系。因为沙石比热比空气比热小，当白天地球表面吸收太阳的辐射热时，等质量的沙石比地面附近空气温度高，热传递由沙石传向空气。同时由于沙石的比热都较小，沙石吸热升温迅速，从而使地面附近的空气也升温迅速(空气对流，使沙漠地区空气迅速升温)；到了夜晚，地球表面向空气进行热辐射，空气对流，沙石和地面附近的冷空气进行热交换，又由沙石向空气成降温传递。这种现象在我国新疆的部分地区很明显。因为当地地面景观主要是荒漠，热容量小，所以白天吸热快，升温快；夜晚则是放热快，降温快。

造成沙漠白天热晚上冷现象的原因还有气象因素。在我们的日常生活中，云是很常见的。它是大气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴或凝华成的小冰晶，所混合组成的漂浮在空中的可见聚合物。在自然界中，云有着不可忽视的作用，比如云既可以“遮阳”又可以“保暖”。换言之，云可以通过反射来削弱阳光对地面的辐射，也能通过逆辐射向地面传递热量，也就是给地面保温。但是沙漠地区极其干旱，蒸发出来的水汽也不多，所以沙漠的上空云特别少。在白天，阳光可以毫无阻挡地烤炙沙漠，导致气温急剧升高，因此沙漠白天热；而当夜幕降临时，太阳西下，地面辐射就成了主导，地面源源不断地向空中释放热量，但是沙漠上空云少，逆辐射几乎不存在，也就起不到保温作用，所以气温持续降低，因此沙漠晚上冷。