成因上，由于该沙漠分布接近热带雨林湿润地带南部边缘的热带森林草原地带，气候上具有明显的干、湿季节变化。
湿季时节，因为邻近地区的河流流域降水或者高山地区冰雪融化地表径流的充分补给，引起“千湖沙漠”地下水位上升。当地下水位明显抬升并高于沙丘之间的低洼地表时，就在沙丘洼地之间形成了湖泊”。 当旱季到来，随着蒸发量的增大以及流域来水的减少，河流水位明显降低，沙漠地区的地下水位也相应降低，低于沙丘间最低的洼地底部，湖泊也就消失了。安徽师范大学
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湖泊的形态与沙丘的空间分布有关。因为该地沙漠沙丘呈链状分布，因而就形成了“沙湖连缀”的壮阔景观。
沙漠湖泊形成的主要因素包括地形因素、较高的地下水位、水量补给因素和基岩因素。 广州中旅国际旅行社
丹霞山游玩攻略第一，沙漠要有高低起伏不一的地形，低洼处充当盛水的“容器”，沙丘和沙丘链能提供这种地形。
大连一日游最佳路线图第二，地下水位在一年中的某个时段要明显高于沙漠低洼地面的高度，使得地下水能够出露地表，形成湖泊。
第三，沙漠边缘地带需有水位可以明显升高的河流、大型湖泊存在，作为沙漠低洼地带积水的补给源泉。
第四，沙漠下部最好存在非透水或者低透水岩层，这可以减少水体的下渗，涵养湖泊。
如果地下水位高度长期变化不大，沙漠中的湖泊是可以常年存在的，这种湖泊被称为常年性沙漠湖泊。如果地下水位升降明显，则会形成季节性沙漠湖泊。
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敦煌月牙泉就是一种常年性沙漠湖泊，而巴西伦索伊斯国家公园的‘千湖沙漠’则属于季节性沙漠湖泊。
