Le principal facteur naturel favorisant la désertification est une grande variation des précipitations annuelles. Dans une zone climatique aride, cela implique de longues périodes de sécheresse. La sécheresse empêche la végétation de se renouveler correctement, les plantes dépérissent donc et ne retiennent plus le sol. C'est ainsi que l'érosion prend de l'importance, surtout dans un milieu tropical comme le Sahel, caractérisé par une longue saison sèche et une saison des pluies (plus courte). Le réchauffement climatique est un facteur aggravant de la désertification. En effet, sous l'action de ce réchauffement, les périodes de sécheresse sont de plus en plus nombreuses et de plus en plus longues.
La végétation a un rôle très important dans les échanges énergétiques entre le sol et l'athmosphère. En effet, la couverture végétale peut absorber beaucoup de la chaleur de l'atmosphère, permettant ainsi au sol de garder une température assez modérée. De plus, les plantes "transpirent", d'où un transfert d'eau du sol vers l'atmosphère. Ce phénomène est à l'origine de masses d'air humide ascendantes, qui sont à l'origine de la pluie.
Au contraire, lorsqu'un sol est découvert, il réfléchit plus les rayons du soleil (on dit qu'il a un fort albédo) et chauffe beaucoup. Des masses d'air chaud et sec (sans végétation, l'eau du sol ne peut être transférée à l'atmosphère) s'élèvent alors du sol. Des masses d'air extérieur arrivent alors par subsidence (mouvements descendants). etant donné leur mouvement descendant, ces masses d'air n'amènent pas de pluie.
La disparition de la couverture végétale à donc un lien avec l'aridification des terres.
Cependant, ces facteurs naturels ne suffisent pas à expliquer l'ampleur de la désertification. En effet, depuis des milliers d'années, le désert n'avnçait que très peu, voir pas du tout. La saison des pluies permettait à la végétation de se régénérer et de reconquérir les terres déssèchées. Il existait donc un équilibre permettant de fixer des limites "fixes"au désert. Cet équilibre a été rompu par l'action de l'homme.