喀拉哈里沙漠地表起伏不大，遍地是沙的平原，到处海拔都在900米以上。基岩只裸露在低而直立如墙的小山群中，它们为数不多但很显眼地出现在一般地面上。除了这种小山群外，3种地表含盖了所有喀拉哈里沙漠的特征：小沙原、纵向沙丘和浅水湖（洼地）。沙的深度一般都超过60米。在许多地区，沙是红的，这是一薄层氧化铁覆盖在沙粒上的结果。
喀拉哈里沙漠的整个西部以长长的沙丘链为其特色，其大致呈北或西北走向。沙丘至少长1.6千米，宽约数百米，高达6-60米。每一个沙丘同其邻丘都由一个宽而平行的凹坑分隔开来，凹坑被当地人称为“街”或“小路”，因为每一个凹坑都便于人行进。 在喀拉哈里沙漠南部和中部，地面水只有在广为分布的小水坑里才有，没地面水系。几乎所有的雨一降下来就消失在深沙里。在喀拉哈里沙漠的南部和中部某些处找到了大量的古代水系－－有些就在地面上，有些则透过空中摄影才探得。即使在一年中雨量最多之时，这些水系今日都不再运转。
喀拉哈里沙漠北部有一个很不寻常的水系。夏日大雨滂沱落在远在喀拉哈里西北部的安哥拉中部高地上。大量的径流水流入若干向南流的小溪中，这些小溪汇合起来形成奥卡万戈和宽多（Cuando或Kwando）河。奥卡万戈河向东南流入喀拉哈里沙漠最北部的部分，最后分散为若干分流水道流入博茨瓦纳北部的广阔的沼泽地。在安哥拉，经过一个不正常的湿润降雨季节，过多的水流入沼泽地并溢出流入远在南部的恩加米湖（Lake Ngami），然后向东流通过博泰蒂（Boteti）河注入骚湖（Lake Xau）和马卡迪卡迪（Makgadikgadi）盐沼。同样，宽多河从安哥拉向南流，部分注入一个沼泽的东北部延伸部分。因而在一个长期缺水的区域却创造出广阔区域水过剩的现象。 潮湿气团来自印度洋，东北部水量最大（年平均超过500毫米），西南部则有所下降（在喀拉哈里南边缘不足130毫米）。但是降水量变化极大。多数降雨发生在夏日雷电交加之时，各处每年都有极大变化。冬季特别干燥，湿度极低，有6-8个月完全无雨。
日、季气温变化范围极广且规律。夏日荫凉处气温仍达43-46℃，但同一天晚上可降至21-27℃；冬季晚上的气温一般均降至冰点甚至可低到零下12℃。 喀拉哈里沙漠北部的动物也比南部的种类更多。南部主要的品种有跳羚、角马和麋羚（所有这些有时会成群出现的），还有东非大羚羊、大角斑羚和许多非群居品种，诸如捻角羚（大羚，生长在有较浓密灌木丛的地区中）、小岩羚和小羚羊。在沙漠下面的“龙息洞”中，有着世界上最珍稀最与世隔绝的鱼——金鲶鱼。
喀拉哈里沙漠北部养育着相当数量的长颈鹿、斑马、象、水牛和羚（马羚、貂羚和黑斑羚等）； 肉食性动物诸如狮子、猎豹、豹、野猎犬和狐；其他大的或中等身材的哺乳动物有胡狼、鬣狗、疣猪；狒狒、獾、食蚁兽、熊、野兔和豪猪；以及无数的小啮齿类动物，几种类型的蛇和蜥蜴，还有大量的鸟。
干旱的非洲卡拉哈里沙漠，生活着7种主要食肉兽。生物学家按照它们的权力顺序，从强到弱依次列出了七份档案。
狮子——占绝对优势的头号强者。在卡拉哈里的干旱沙漠环境里，凭它们的个头，力气，凶猛，群居性和适应能力，在所有食肉兽中是无可匹敌的。
斑鬣狗——第二号强者。外貌虽像狗，但与狗没有直接亲缘关系。它是最大的鬣狗，个头仅次于狮子，它们的高傲而狰狞的面目，往往使除狮子以外的其它食肉兽退避三舍，所以不可能从它们口边轻易夺取猎物。不过，这种野兽在卡拉哈里数量不多，所以无足轻重。
野狗——成群搜食者。它是真正的狗，不过它们的耳朵特大，还常常高竖头顶，好像两把圆蒲扇。由于它们习惯于结成群搜食，以多胜少，所以在卡拉哈里食肉兽中地位颇高，名列第三，不过，它们在那里的总数量较少，因而影响不是很大。
棕鬣狗——卓越的幸存者。它的个头比斑鬣狗得多，体重只有40-47千克。站立身高与德国牧羊犬差不多。它是世界上四种鬣狗中最珍贵的一种，由于对南非干旱，半干旱地区的适应能力极强，所以在卡拉哈里沙漠中一直保持着可观的数量。
豹子——孤独的潜随猎物者。它性情虽然凶猛，但个性孤独，一般不与竞争对手争食，即使遇上拦路“抢食犯”，多半也不会行凶反扑。平时喜欢伏在树木的横枝上，伺机袭击过往的动物。
猎豹——忧心忡忡者。它是兽类中的奔跑冠军，常常捕杀比自身大的食草动物，但见到其它食肉兽总是忧心忡忡，显出一副又顺从又胆怯的模样。幸亏它们善于快速猎食，因而在卡拉哈里沙漠上还有其足迹。
黑背胡狼——足智多谋的获食者。它个头较小，长相似狗，行动敏捷，在7种食肉兽中虽是最弱者，但凭它的足智多谋的才能，常常可以智胜所有竞争者而获得丰盛的美餐。
