Sao Hỏa là hành tinh duy nhất trong Hệ Mặt Trời được xác định là tồn tại các hoang mạc. Vì áp suất khí quyển ở gần bề mặt thấp (chỉ bằng 1/100 so với của Trái Đất), cấu trúc các vòng khí quyển trên Sao Hỏa tạo thành một vòng biển cát quanh cực với diện tích hơn 5 triệu km² (1,9 triệu dặm vuông), diện tích này lớn hơn nhiều so với các hoang mạc trên Trái Đất. Các hoang mạc trên Sao Hỏa chủ yếu bao gồm các cồn cát dạng bán nguyệt bằng phẳng ở gần các mũ văn vĩnh cửu của cực Bắc hành tinh này. Các cồn cát nhỏ hơn chiếm phần đáy của các hố va chạm nằm ở các vùng cực Sao Hỏa.[124] Nghiên cứu các đá trên bề mặt bằng các tia laser của tàu thăm dò Mars Exploration Rover cho thấy bề mặt này là tập hợp nhẵn của các dạng giống như trên Trái Đất mặc dù nó có thể chỉ là lớp bụi bề mặt.[125] Bề mặt của Titan, một mặt trăng của Sao Thổ, cũng có bề mặt giống như hoang mạc được cấu tạo bởi các biển cồn cát.[126]