墨西哥最辽阔的沙漠为奇瓦瓦沙漠，这里的自然条件艰苦，而且非常干旱。这主要是由于马德雷山脉阻挡了来自太平洋和墨西哥湾的潮湿气流，还有亚热带高压、大陆性等原因的影响。不过由于每年夏季的潮湿气流强大到可以翻越马德雷山脉，所以奇瓦瓦沙漠也不是全年都特别干旱。

奇瓦瓦沙漠的降水具体来源于哪里？有科学家运用天气观察与地面观察、环境卫星等技术，发现热带旋转风暴有能力将较为大量的水汽带到沙漠内陆。热带风暴形成的降雨占奇瓦瓦沙漠年降水量的一半以上。不计与热带旋转风暴没有关系的偶然性雷暴，大部分降雨来自墨西哥湾以及热带东太平洋。

除了沙海，在奇瓦瓦沙漠境内，绿洲位于沙漠的夸特罗-塞内格斯山谷，由地下泉水涌出来形成罕见的内陆沙漠沼泽。由于季风雨水和季节性河流渗入地下形成了地下泉水，当地下泉水涌出后就形成了内陆的沙漠沼泽。由于各种水流流经沙漠的时间长短和水流量大小不同，所以各地区的含水量和地下水水位各不相同。

奇瓦瓦沙漠不仅有内陆沙漠沼泽，在地下几百米还有一处特别的洞穴，由于地底深处的岩浆不停歇地加热，以及在地下水所含的硫酸钙的作用下，洞穴逐渐形成。