Selain hewan, makhluk hidup lain yang hidup di gurun adalah tumbuhan. Umumnya, tumbuhan gurun memiliki akar panjang, yang menancap ke dalam tanah untuk mencari kelembaban. Contohnya adalah akar semak meskit yang tumbuh di gurun Amerika Utara. Akarnya dapat menembus tanah sampai kedalaman 12 meter. Selain itu, banyak tumbuhan "kaktus" yang mempunyai akar menyebar di daerah luas tepat di bawah permukaan tanah. Air dibawa ke atas melalui akar ke batang tanaman yang bertugas menyimpan air.
"Kaktus Saguaro biasa menyimpan air dibatangnya. Setelah hujan turun, batangnya menggembung penuh air. Gelembung air tersebut dijadikan cadangan air sampai dengan musim hujan berikutnya. Kaktus Saguaro terletak di gurun Amerika Utara dan tingginya bisa mencapai 18 meter.
Umumnya, tumbuhan di daerah gurun memiliki daun yang kecil atau bahkan tidak berdaun, sehingga sangat sedikit air yang menguap. Ini disebabkan karena tumbuhan kehilangan air melalui daunnya. Selain itu tumbuhan lainnya ada yang sengaja merontokkan daunnya dalam musim kemarau. Sejumlah tumbuhan bahkan tidak tumbuh sama sekali selama musim kemarau panjang. Tumbuhan ini diam di tanah sebagai benih, menunggu hujan turun. Ketika hujan turun, benih ini akan bertunas dengan cepat dan dalam beberapa hari, gurun menjadi penuh tumbuhan berwarna-warni. Tumbuhan ini banyak terdapat di gurun Kalahari.
Di daerah gurun juga banyak tumbuh pohon palem dan pohon kurma yang buahnya sering dimakan manusia. Biasanya pohon palem dan kurma tumbuh dekat dekat Oase (daerah subur di gurun, dimana air tanah mengalir ke permukaan, atau daerah yang terdapat sungai permanen). Selain pohon palem dan kurma, masih banyak tumbuhan lain, termasuk ilalang yang tumbuh di sekitar daerah oase.
