Istotna dla organizmów żyjących na pustyni jest też temperatura gruntu, która może osiągać w południe 70–85 °C, a w nocy obniża się poniżej 0 °C.
Pustynie są zasadniczo obszarami bezodpływowymi. Brak jest na ich terenie stałego odpływu powierzchniowego poza tzw. rzekami tranzytowymi albo allochtonicznymi (tj. przepływającymi przez pustynie, np. Nil), oraz rzekami przybyszowymi, których źródła leżą poza obszarem pustyni, na której kończą swój bieg, ginąc w piaskach lub tworząc tzw. suchą deltę. Cieki okresowe występują nieregularnie i bardzo krótko (cieki epizodyczne), wypełniając długie, kręte doliny pustynne wadi (arab. uedy, w Meksyku i USA arrayo, na terenach nadkaspijskich bałkan), które raz na kilka lat, po obfitym opadzie, zmieniają się w rwący potok. Gdzieniegdzie na pustyniach istnieją źródła (Oaza). Zbiorniki wodne występują rzadko i są przeważnie silnie zasolone (słone, gorzkie, sodowe, boraksowe); rzadko stałe, np. Jezioro Aralskie; częściej efemeryczne: okresowe lub epizodyczne. Lokalne nazwy takich okresowych i epizodycznych zbiorników lub bagien, a równocześnie płaskich obszarów powstałych po ich wyschnięciu, to sebkha (sebka; Sahara), shott (szott;