С климатической точки зрения Сахара превратилась в пустыню примерно 5 млн лет назад, в начале плиоцена, после чего влажность климата испытывала кратко- и средне колебания. Современный аридный климат длится около 10 тыс. лет.По всей видимости, антропогенный фактор внёс вклад, увеличив отражательную поверхности и снизив суммарное испарение. Очевидно, выпас крупного рогатого скота в течение 7 тыс. лет на территории пустыни и её границах закрепил данные условия, и климат Сахары за последние 2 тыс. лет почти не изменился. Значительное отклонение условий от нормальных наблюдался с XVI по XVII век, когда в Европе длился так называемый Малый ледниковый период. В это время значительно увеличились осадки вдоль тропической границы, в самой пустыне и, возможно, в её северных районах. В XIX веке климатические условия вернулись к тем, которые похожи на текущие.На климат большей части Сахары в течение всего года оказывает сильное влияние северо-восточный пассат. Относительная влажность составляет 30—50 %, огромный дефицит влажности и высокая испаряемость (потенциальное испарение 2500—6000 мм) типичны для всей территории пустыни за исключением узких прибрежных полос.Выделяются два основных климатических режима: сухой субтропический на севере и сухой тропический на юге. Северные районы характеризуются необычно большими годовыми и суточными колебаниями температуры с прохладными и даже холодными зимами и жаркими летами. Количество осадков имеет два годовых максимума. В южных областях лето жаркое а зимы мягкие и сухие. После жаркого и сухого сезона идут летние дожди. Более прохладный климат узкой прибрежной полосы на западе объясняется влиянием холодного Канарского течения.