সোনোরান মরুভূমির বৈশিষ্ট্য হলো শুষ্ক ও তাপমাত্রা বেশি, যা এটি একটি উষ্ণ মরুভূমি হিসেবে পরিচিত।

সোনোরান মরুভূমি পৃথিবীর অন্যতম গরম এবং শুষ্ক মরুভূমি। এর জলবায়ু অত্যন্ত উষ্ণ এবং বৃষ্টিপাত খুবই কম। গ্রীষ্মকালীন তাপমাত্রা প্রায়ই ১০০ ডিগ্রি ফারেনহাইট (৪০°C) বা তার বেশি পৌঁছাতে পারে, এবং রাতের তাপমাত্রাও তীব্রভাবে পরিবর্তিত হয়। মরুভূমির এই শুষ্ক পরিবেশে, সাগুয়ারো ক্যাকটাস এবং অন্যান্য সাকুলেন্ট জাতীয় উদ্ভিদগুলি বেঁচে থাকতে সক্ষম, যেগুলি দীর্ঘ সময় ধরে পানির অভাব সহ্য করতে পারে। সোনোরান মরুভূমির ঠাণ্ডা বা বরফে ঢাকা পরিবেশ নয়, বরং এটি এক শুষ্ক, উষ্ণ মরুভূমি।