Testtömege 0,8-1,5 kilogramm, testhossza 30-40 centiméter,farka 18-30 centméter hosszú. Szőrzete sárgás-homokszínű, hasoldalát, pofáját és fülének belső oldalát azonban fehéresszürke szőrszálak fedik. A sivatagi róka a legkisebb kutyaféle, törékeny alkatához hatalmas fülek párosulnak, amelyek a hőháztartásában játszanak fontos szerepet.

A sivatagi róka fülei sokak szerint azért nőttek nagyra, hogy az állat fülein keresztül hőt adjon le. A sivatagi róka azonban a forróság elől kotorékába húzódik, s csak éjszaka merészkedik elő. A sivatagban viszont éjszaka a forróságot metsző hideg váltja fel, hiszen a felhőtlen égbolt nem tartja vissza a légkör hőjét (éppen emiatt a nagy hőingás miatt mállanak a sivatagi kőzetek homokká). A hidegben pedig még a sivatagi róka sem akarja hűteni magát. Ráadásul a sivatagi róka fülkagylóit bunda borítja, amely tovább nehezíti a hőleadást. A hatalmas fülek az irányhalláshoz kellenek, állatunk ugyanis az éj sötétjében leginkább füle segítségével kutatja fel zsákmányát. Ahhoz, hogy a hangok alapján tudjon vadászni, nemcsak az egészen halk neszeket kell meghallania, hanem azt is nagyon pontosan kell érzékelnie, hogy a hang pontosan honnan jön. Ezt segítik elő a hatalmas fülek.

Társas állat, kisebb családi közösségeket alkot. A forró sivatagok lakója, olyan területeké, ahol némi száraz növényzet még megtalálható. Bár ragadozóként elsősorban gerinctelenekre, főleg rovarokra, kisebb gerincesekre vadászik, a táplálékának jelentős részét, közel 40-50%-át termések, levelek és gyökerek teszik ki, amelyekből fedezni tudja a napi vízszükségletét. Éjszakai vadász, a nappali forróságot a maga ásott üregekben pihenve vészeli át. A zsákmányát a talajból kiásva vagy hatalmas ugrásokkal szerzi.

Akár 10 egyedből is álló családokban élnek, amelyeket a kizárólagosan szaporodó alfa-párok vezetnek. Változatos, néha furcsának tűnő hangon kommunikálnak egymással. Időnként több család is összeállhat, bonyolult üregrendszerek készítve. Azonban – hasonlóan a többi rókához – egyedül vadásznak. A párzási időszak télen kezdődik, a vemhesség 50-53 napig tart. Nem túl szapora állatok, az alom általában csak 2-4 kölyökből áll. A mindössze 50 grammos újszülötteknek 2 hét múlva nyílik ki a szemük. Hosszabb ideig szopnak, mint más rókák, kb. 3 hónapos korukig. Ivaréretté 6-9 hónaposan válnak. A természetben 10, állatkertekben 12 évig élnek.