Như cái tên đã nêu ra, loài mèo này sống ở các vùng hoang mạc khô hạn và... có cát. Trong đó, các hoang mạc có địa hình bằng phẳng, không gợn sóng và có thảm thực vật phân bố thưa thớt được chúng ưa thích hơn cả - nguồn thức ăn ở đây ít ra phong phú hơn so với các đụn cát nơi thực phẩm khá là ít ỏi. Chúng có thể tồn tại trong nhiệt độ dao động từ −5 °C (23 °F) đến 52 °C (126 °F) và khi thời tiết khắc nghiệt chúng sẽ rút vào trú ẩn trong các hang đào. Một nguồn nước quan trọng của mèo cát chính là lượng nước nằm ngay trong cơ thể con mồi, chính vì thế chúng có thể sống suốt nhiều tháng mà không cần uống nước - mặc dù chúng không từ chối nếu nhìn thấy một vũng nước trước mặt.[2]