সোনোরান মরুভূমিতে শীতকালে তাপমাত্রা সাধারণত মাঝারি ঠাণ্ডা থাকে।

সোনোরান মরুভূমিতে শীতকালে তাপমাত্রা গরম গ্রীষ্মের তুলনায় অনেকটা কম থাকে, তবে তা কখনোই খুব ঠাণ্ডা হয় না। এই মরুভূমির শীতকাল গরম মরসুমের মতো অত্যন্ত শুষ্ক এবং তাপমাত্রা ১০-২০° সেলসিয়াস এর মধ্যে থাকে। রাতের তাপমাত্রা তুলনামূলকভাবে অনেকটা কমে যায়, কিন্তু দিনের সময় তাপমাত্রা পুনরায় বাড়ে। এর ফলে, শীতকালে মরুভূমির জীববৈচিত্র্য এবং পরিবেশ বিশেষ ধরনের অভিযোজনের মধ্যে থাকে।