La végétation saharienne est généralement clairsemée, avec des concentrations éparses d’herbes, d’arbustes et d’arbres sur les hauts plateaux, dans les dépressions des oasis et le long des oueds. On trouve diverses halophytes (plantes tolérantes au sel) dans les dépressions salines. Certaines graminées, herbes, petits arbustes et arbres tolérant la chaleur et la sécheresse se trouvent dans les plaines et plateaux moins bien arrosés du Sahara.
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La végétation du Sahara est particulièrement remarquable pour ses nombreuses adaptations inhabituelles à des précipitations peu fiables. Celles-ci se manifestent diversement dans la morphologie – y compris la structure des racines, un large éventail d’adaptations physiologiques, les préférences de site, les relations de dépendance et d’affinité, et les stratégies de reproduction. De nombreuses plantes herbacées sont des éphémères qui peuvent germer dans les trois jours suivant une pluie adéquate et semer leurs graines dans les 10 ou 15 jours suivant la germination. A l’abri dans les massifs sahariens se trouvent des peuplements occasionnels de végétation relictuelle, souvent d’affinités méditerranéennes.
Principales parmi les plantes ligneuses relictuelles des hauts plateaux sahariens sont les espèces d’olivier, de cyprès et de lentisque. Les autres plantes ligneuses que l’on trouve sur les hauts plateaux et ailleurs dans le désert comprennent des espèces d’Acacia et d’Artemisia, le palmier doum, le laurier-rose, le palmier dattier et le thym. Des halophytes comme le Tamarix senegalensis se trouvent le long de la zone côtière occidentale. Les graminées largement répandues dans le Sahara comprennent des espèces d’Aristida, d’Eragrostis et de Panicum. Aeluropus littoralis et d’autres graminées tolérantes au sel se trouvent le long de la côte atlantique. Diverses combinaisons d’éphémères forment d’importants pâturages saisonniers appelés acheb.
Au 21e siècle, la reconnaissance du fait que le Sahara et sa région frontalière au sud, le Sahel, rampaient vers le sud en raison de la désertification a conduit à des efforts pour arrêter ce mouvement ; le plus notable a été l’initiative de la Grande Muraille Verte pour le Sahara et le Sahel. L’idée à l’origine de cette initiative – planter un « mur » d’arbres le long des bords du Sahara qui s’étendrait sur tout le continent africain afin de stopper la désertification – a été conçue pour la première fois en 2005 et a ensuite été développée avec l’aide de l’Union africaine et d’autres organisations internationales. Il s’agissait de planter des arbres indigènes résistant à la sécheresse sur une bande de territoire de 15 kilomètres de large, de l’ouest à l’est du continent, afin de créer une barrière empêchant le désert d’empiéter davantage sur les terres situées au sud.