Następnie oba gatunki zostały oddzielone, ale zając płowy nadal był używany jako synonim zająca płowego.
Dawniej do taksonu zaliczano podgatunki centrasiaticus i pamirensis; jednak badania molekularne wyjaśniły, że centrasiaticus jest podgatunkiem zająca stepowego. Morfologicznie dzieli kilka cech z zającem wełnistym, ale nie z zającem stepowym.
Morfologia Długość ciała (bez ogona) 401–480 mm, długość ogona 87–109 mm, długość ucha 81–110 mm, długość tylnej stopy 109–135 mm, masa ciała 1,625–2,5 kg.
Zając pustynny charakteryzuje się smukłą sylwetką, stosunkowo małą głową i czarno-brązowymi końcówkami uszu. Grzbietowa część ciała waha się od koloru piaskowo-żółtego, żółtobrązowego lub szarobrązowego, z jasno-czarnymi znaczeniami, z kolei pośladki są jasnoszare. Przednie łapy są białe, podobnie jak zewnętrzne powierzchnie tylnych nóg. Ogon u góry ma czarno-brązowy pas i jest biały po bokach i od spodu. Oko otoczone jest obszarem bladej skóry, a uszy są szerokie, wewnątrz pokryte kępkami włosów i zakończone czarnymi końcami. Zimą sierść staje się grubsza i przybiera piaskowo-szary kolor.