В субтропическом поясе зима мягкая и умеренно мягкая, неустойчивая и короткая, с резкой сменой погодных условий. Средние температуры января от -4 до +2-4 °С. В распределении осад­ков резко выражен ранневесенний максимум (март). В умеренном поясе зима более устойчивая, продолжительная и относительно холодная. Средние температуры января от -15 до 0 °С. Осадки в течение года распределены более равномерно, максимум поздневесенний (май). Летние температуры в умеренном поясе несколько ниже (+26-30°С), чем в субтропическом (+30-32°С).

С особенностями климата связаны и некоторые различия в сезонном развитии природы, в почвенных процессах и биокомпонентах пустынь. Это позволяет разделить зону пустынь на две подзоны: северную и южную. Некоторые авторы рассматривают северные и южные пустыни в качестве двух природных зон: пустынь умеренного пояса и субтропических пустынь.

Однако при богатстве пустынь тепловыми ресурсами и скудном атмосферном увлажнении экологические условия в их пределах зависят не столько от зональных изменений климата, сколько от свойств субстрата, определяющих характер увлажнения: их водопроницаемости, капиллярности, способности поглощать влагу из воздуха и т. д. Поэтому характер субстрата приобретает столь важное значение в формировании и размещении ПТК пустынь. На это обратили внимание уже первые исследователи пустынь (И. Г. Борщов, А. Ф. Миддендорф, А. Н, Краснов, Л. С. Берг и др.), разделявшие пустыни на песчаные, глинистые, каменистые (щебнистые), солончаковые, лёссовые. Позднее попытку разделить пустыни на типы по ботаническому признаку предпринял Е. П. Коровин (1934). Он выделил пустыни с господством эфемеров, псаммофитов, гипсофитов и галофитов.

Сопоставление этих двух классификаций показывает, что каждому субстрату соответствует преобладание тех или иных специфических групп растений независимо от того, в северной или южной подзоне находятся эти пустыни: песчаному – псаммофиты, каменистому – гипсофиты, солончакам – галофиты. Лишь на мелкоземистом, глинистом и лёссовом субстратах в южной подзоне распространены эфемеровые и полынно-эфемеровые пустыни, а в северной – полынные и солянково-полынные. Во всех остальных типах пустынь положение их в той или иной подзоне проявляется лишь в некоторой смене видового состава в пределах характерных для них групп растений (в связи с принадлежностью к разным геоботаническим провинциям) и большем участии эфемеров и эфемероидов в южной подзоне, хотя они есть и в северной пустыне в связи с увеличением влагообеспеченности растений в короткий период весеннего снеготаяния.

Лёссовые эфемеровые пустыни распространены на возвышенностях Бадхыз и Карабиль, в Голодной степи, на подгорных лёссовых, лёссово-глинистых и глинистых равнинах. В этом типе пустынь находят наиболее полное выражение зональные черты природы южных, субтропических пустынь. Для них характерен своеобразный режим развития, связанный с крайне неравномерным распределением осадков в течение года.

В период выпадения основной массы осадков (март-апрель) пустыня покрывается сплошным густым сочным ковром эфемеров и эфемероидов из осоки узколистной, мятлика живородящего, видов костра и пырея, мака желтого, тюльпанов, лютика Северцова, астрагала, крупки и т. д., над которым поднимаются гигантские зонтичные ферула и дорема.

Температуры воздуха в это время не так высоки (+10-18 °С), поэтому испарение не особенно велико. Влага впитывается в почву, хорошо увлажняя ее. Легко растворимые соли из верхних горизонтов выщелачиваются, частично вымываются и карбонаты. Здесь распространены типичные сероземы.

С бурным развитием растительности связан период активности животных пустыни. Многочисленные землерои перекапывают почву, из нор выползают черепахи. Прилетает масса птиц. Типичными животными эфемеровых пустынь являются желтый суслик, степная черепаха, песчанка Эверсмана (краснохвостая), дикобраз, различные ящерицы и змеи, некоторые виды термитов и жуков. Но весенний период активной жизни эфемеровых пустынь короток. Уже в мае дожди прекращаются. С июля по сентябрь выпадает менее 10 мм осадков, а в 95-98% лет в июле-сентябре совсем не бывает дождей. Пустыня резко меняет облик. Высыхает и становится твердой как камень почва. Ветер поднимает лёссовую пыль. Растения выгорают. Девять месяцев в году пустыня кажется абсолютно безжизненной. Лишь некоторые эфемероиды вновь слабо вегетируют в осенне-зимнее время.

Глинистые полынные и солянково-полынные пустыни являются наиболее типичными для северной подзоны и достаточно широко распространены здесь: на плато Устюрт, в Северном Приаралье, в западной части Бетпак-Дала. Они лишены ярко выраженного весеннего влажного периода, столь характерного для южных пустынь. Благодаря сравнительно равномерному выпадению осадков в течение теплого периода (с июня по сентябрь выпадает по 12-15 мм осадков в месяц) и несколько меньшему испарению вследствие более низких температур, в почве поддерживается незначительная влажность в течение всего вегетационного периода. Вегетация растительности, представленной засухоустойчивыми многолетниками, протекает довольно равномерно. В растительном покрове преобладают полыни (до 20 видов, особенно обильны серая, белая и черная) и солянки: биюргун, кокпек, боялыч, итцегек. Они растут разреженными кустиками, смыкаясь корневой системой, которая собирает почти всю влагу, просачивающуюся в почву. Встречаются виды из родов камфоросмы и лебеды, иногда черный саксаул. Эфемеров очень мало, так как хотя во время таяния снега почва и промывается лучше, чем летом, но она еще не успевает к этому времени достаточно хорошо прогреться.