热带沙漠气候主要分布在地球的南北回归线附近的大陆内部或大陆西岸地区。这些地区通常远离海洋，深居内陆，或者受到副热带高气压带或信风带的影响，导致降水稀少，气候极其干燥。
在非洲，撒哈拉沙漠是世界上最大的热带沙漠，它覆盖了北非的广大地区，从大西洋海岸一直延伸到红海沿岸，包括埃及、利比亚、阿尔及利亚、摩洛哥、突尼斯、苏丹、乍得、尼日尔、马里、毛里塔尼亚、尼日利亚、加纳等国。萨赫勒地带，即撒哈拉沙漠南缘的干旱半干旱地带，也是热带沙漠气候影响范围的一部分。
在亚洲，阿拉伯半岛的阿拉伯沙漠、澳大利亚中部和西部的大沙漠、以及印度西北部的拉贾斯坦邦等地也属于热带沙漠气候区。这些地区的共同特点是全年高温，昼夜温差大，降水极少，植被稀疏，生命力顽强的沙漠植物和动物在此繁衍生息。
在南美洲，阿塔卡马沙漠位于智利北部，是世界上最干燥的沙漠之一。北美洲的墨西哥西北部也有小范围的热带沙漠分布。
总体来说，热带沙漠气候区的共同特征是极度干旱，年降水量通常低于250毫米，有些地方甚至多年不降雨，高温少雨，风沙肆虐，是地球上最干旱、最严酷的气候类型之一。