沙漠里的植物都是一些生命力极强的植物，为了抵抗干旱，它们中的大部分植物将叶子退化成鳞片状或线状，用嫩枝呼吸，进行光合作用。它们的枝干或生有白色绒毛，或呈银白色，以反射太阳光、减少水分的蒸发。它们都有发达的根系，一条向下的垂直根系可深入到沙土层5米以下，向四周延伸的根系可达数10米。卡拉麦里山荒漠植物主要有胡杨，白梭梭、白皮沙拐枣、柽柳，琵琶柴、假木贼、铃铛刺、沙棘、曲尖麻黄、羽状三芒草、准噶尔无叶豆、沙漠绢蒿、白茎绢蒿、驼绒藜、针茅、苔草、芦苇、芨芨、沙葱、冰草等。此外，这里还有珍贵的药材锁阳和肉苁蓉等。