সোনোরান মরুভূমির অন্যতম প্রধান বৈশিষ্ট্য হলো এর বৈচিত্র্যময় গাছপালা ও বন্যপ্রাণী, যা এটিকে অন্যান্য মরুভূমি থেকে আলাদা করে।

সোনোরান মরুভূমি বিশ্বের অন্যতম জীববৈচিত্র্যে সমৃদ্ধ মরুভূমি। এখানে প্রচুর গাছপালা যেমন সাগুয়ারো ক্যাকটাস, ওকোটিলো, প্যালো ভার্দে গাছ এবং বিভিন্ন প্রজাতির কাঁটাযুক্ত উদ্ভিদ জন্মায়। এছাড়াও, মরুভূমিটি জাগুয়ার, মেক্সিকান গ্রে উলফ, র্যাটলস্নেক, কচ্ছপ, কোয়েটি, মরুভূমির শিয়াল এবং বিভিন্ন ধরনের পাখির আবাসস্থল। এই অঞ্চলটি শুষ্ক হলেও বছরে দুইবার বৃষ্টিপাত হয়, যা এর প্রাকৃতিক জীবন সংরক্ষণে সাহায্য করে। সোনোরান মরুভূমির অনন্য জীববৈচিত্র্য একে অন্যান্য মরুভূমির চেয়ে বিশেষভাবে আলাদা করে তুলেছে।