Διασχίζει την Αφρική από τον Ατλαντικό Ωκεανό έως την Κοιλάδα του Νείλου, και που συνεχίζεται στα ανατολικά του με την Αραβική Έρημο στην Αίγυπτο και στη Νουβική Έρημο στο Σουδάν μέχρι να φτάσει στην Ερυθρά Θάλασσα και που συνέχεια της Σαχάρα αποτελεί η έρημος της Αραβικής χερσονήσου. Aπό τα σύνορα της στον Ατλαντικό έως την κοιλάδα του Νείλου καλύπτει απόσταση 4.000 χλμ., και από το βόρειο μέχρι το νότιο άκρο της 1.500 έως 1.800 χλμ..
Εκτός της αμμώδης έκτασης, που παρόλα αυτά είναι και η μικρότερη, διαθέτει πετρώδεις εκτάσεις και αρκετά βραχώδη όρη, στα οποία περιλαμβάνονται το όρος Αχαγκάρ ή Χογκάρ που έχει ύψος 2.918 μέτρα, το Τιμπέστι, με ύψος 3.415 μ. και τα όρη Αϊρ με ύψος 2.022 μ. Σε άλλες περιοχές της Σαχάρας, σχηματίζονται κοιλώματα με μεγάλο και απότομο βάθος εξαιτίας της διαβρωτικής επίδρασης του ανέμου.
Kατά την τεταρτογενή εποχή όταν την έρημο διέσχιζαν μεγάλοι ποταμοί σχημαστίστηκαν οι κοιλάδες ουάντι, με ένα μικρό αριθμό από αυτές να διατηρείται έως σήμερα.
Οι κυριότερες από τις λίμνες της ερήμου Σαχάρας είναι: η Μελγκίρ στα 31 μέτρα κάτω από τη στάθμη των νερών της θάλασσας, η Μερουάν στα 29 μέτρα, και η Γυάρλα στα 21 μέτρα. Ονομαστές οάσεις είναι η Σίβα, η Αρέγκ, η Φαράφρα, η Κούφρα, η Μπαχαρίγια, η Ντάχελ, η Τάττα, η Άκκα, και η Τουγγούρτ.