由地球的内力和外力共同作用而形成的，内力作用包括地壳运动、岩浆活动和地震等，内力作用能量来源于地球内部；外力作用包括流水、风力、冰川、海浪等的作用，具体作用形式包括风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩作用
同时气候是形成塔克拉玛干沙漠的重要原因，气候类型属于干旱少雨的温带大陆性气候
塔克拉玛干沙漠的形成首先是和内力作用有关，塔克拉玛干山脉形成于塔里木盆地之中，塔里木盆地是一个巨大的封闭性山间盆地，周围被天山山脉、昆仑山脉和阿尔金山脉等山脉包围。
由于南亚次大陆和亚欧板块之间的强烈碰撞挤压，使得喜马拉雅山脉和青藏高原隆起，强烈的造山运动也形成了昆仑山脉以及天山山脉等巨大的褶皱山脉，而塔里木盆地地区刚好是断裂下陷的区域，形成了巨大的盆地地形。盆地内覆盖着厚厚的中生代和新生代陆相沉积物，最大厚度可达万米以上，这些沉积物就是塔克拉玛干沙漠的物质来源，当然，要把这些沉积物或者说是沉积岩转化成沙漠中的沙子，那就需要外力作用来登场了。
