Pustynia rozciąga się od Błędowa na zachodzie do gminy Klucze na wschodzie. Granicą północną pustyni jest wieś Chechło, a na południu jest ograniczona dużym obszarem leśnym. Pustynia ma niecałe 10 km długości i szerokość do 4 km. Piaski mają średnią miąższość 40 m, maksymalnie 70 m. Przez pustynię, ze wschodu na zachód, przepływa Biała Przemsza. Obszar pustyni objęty jest programem ochrony Natura 2000.

Podczas epoki lodowcowej, następujących po sobie zlodowaceń do doliny, w której znajduje się pustynia, stopniowo nanoszone były kolejne porcje piasków i żwirów. Przez długi czas te rozległe tereny podlegały działaniu wiatrów oraz wody, co nie sprzyjało wzrostowi roślinności.

Gdy minęła epoka lodowcowa, pojawił się gęsty las, który dopiero w okolicach XIII wieku zaczął być intensywnie eksploatowany. Do powstałych w rejonie Olkusza kopalni srebra oraz ołowiu potrzebne były spore ilości drewna wykorzystywanych do wzmacniania szybów kopalnianych. Intensywna wycinka drzew oraz pobór wód gruntowych na terenach, gdzie podłoże stanowią żwiry i piaski, doprowadziły do powstania pustyni.

Od wczesnych lat XX wieku pustynia wykorzystywana była jako poligon. Podczas I wojny światowej ćwiczył na niej przed bitwą pod Krzywopłotami batalion pomocniczy piechoty legionowej. W okresie międzywojennym obszar ten wykorzystywała do ćwiczeń piechota i artyleria Korpusu Nr V w Krakowie. W czasie II wojny światowej pustynia służyła jako poligon niemieckim lotnikom z bazy Udetfeld koło Siewierza. Obecnie tylko część północna pustyni służy za poligon wojskowy, na którym ćwiczą wojska spadochronowe. Od strony Chechła oraz na górze Czubatce w Kluczach było niegdyś stanowisko dowodzenia, jednak z powodu groźby zawalenia ruiny usunięto.

Obecnie podejmuje się działania mające na celu uchronienie tego unikalnego obszaru poprzez karczowanie sukcesywnie zarastających drzew. W 2010 roku rozpoczął się program „Ochrona mozaiki siedlisk przyrodniczych w zlewni rzeki Białej Przemszy”.

Pustynia podzielona jest zarośniętym pasem ciągnącym się wzdłuż koryta Białej Przemszy na dwie części: północną – mniejszą i południową – większą. Piasek tworzą drobne ziarna kwarcowe z licznymi okruchami innych minerałów. Najczęściej są one oszlifowane do połysku. Do atrakcji należą fulguryty, czyli grudki minerałów powstałe wskutek stopienia piasku przez pioruny. Na pierwszy rzut oka krajobraz wydaje się monotonny, lecz niewielkie formy wydmowe oraz dolina Białej Przemszy urozmaicają okolicę.

Do niedawna na terenie tym można było obserwować zjawiska charakterystyczne dla naturalnych pustyń, jak fatamorgany czy burze piaskowe, oraz wydmy. Obecny pejzaż pustyni staje się coraz mniej pustynny. 

W obszarze występuje poniżej 100 gatunków różnych roślin przystosowanych do gleb piaskowych i dynamicznych warunków wydmowych. 

Fauna pustyni to głównie owady i ptaki (150 gatunków). Spośród ptaków na uwagę zasługuje skowronek borowy czy też świergotek polny. Na piaskach gnieżdżą się kulony – ptaki pustynno-stepowe. Przez środek pustyni przepływa Biała Przemsza, nad którą można spotkać piżmaki, bobry a w rzece minogi strumieniowe.

W piaskach występują drapieżne trzyszcze – chrząszcze koloru zielonego lub fioletowego z białymi plamkami na pokrywach. Na luźnych piaskach żerują mrówkolwy. Jego larwy tworzą lejowate dołki, w które wpadają mrówki.