有不少猫科动物都在沙漠中都有分布，如生活在非洲的猎豹和狮子，生活在亚洲的豹子、荒漠猫，生活在北美的短尾猫等，但是，从物种的层次来讲，沙漠猫是唯一主要生活在沙漠中的猫科动物（其他在沙漠地区有分布的猫科动物要么是亚种，要么是一些种群）。
沙漠猫主要分布在非洲北部及亚洲中西部的沙漠中，如撒哈拉沙漠，阿拉伯半岛的沙漠以及伊朗和巴基斯坦的沙漠中。它们的体重不过1.35到3.4 千克，平均体重比黑足猫和锈斑豹猫略大，比家猫小。沙漠猫之所以能够在沙漠中较好地生存，得益于它们独特的身体构造和生活习性。
沙漠猫的毛发有一些明显的特征：它们的喉咙、腹部及脸颊上的毛发几乎是白色的；一条黄褐色的条纹从眼角开始穿过脸颊，四肢上长有棕色或黑色的条纹。但从整体上来看，沙漠猫的毛发是沙黄色的，这样的体色在沙漠中是一种保护色，完美地和环境融为一体，可以增强沙漠猫的隐藏效果——既有利于捕猎，也有利于不被天敌发现。
沙漠猫的毛发非常浓密，这样可以更好地适应沙漠中的气候。在沙漠猫生活的地方，温差较大，白天气温可达40摄氏度以上，夜晚则会下降到零摄氏度以下。致密的毛发既有助于抵抗高温，也有助于抵御寒冷。沙漠猫的脚趾之间的毛发也十分浓密，完全覆盖了足垫，这样在滚烫的沙漠中行走时就不会被烫伤。
独特的大耳朵与其他小型猫科动物相比，沙漠猫的大耳朵格外引人注目。通常而言，耳朵越大，听力就越好，沙漠猫正是如此。凭借着敏锐的听觉，沙漠猫可以探测到沙土中猎物发出的细微声音，之后将猎物捕获；或者及时发现天敌，然后躲藏起来。
沙漠猫的大耳朵还有一个独特的地方，那就是它们的耳朵内侧长着浓密的白色毛发，科学家认为这有助于抵御沙尘暴的袭击。