Khoảng 12.500 năm trước, dải sahel là một phần của sa mạc Sahara và bị các cồn cát bồi lấp với cảnh quan tương tự như ngày nay. Trung bình dải sahel nhận được khoảng 150–500 mm (6–20 inch) mưa mỗi năm, chủ yếu là trong thời kỳ gió mùa (tháng 6 tới tháng 9 hàng năm) nhưng vũ lượng phân bố không đều. Ở phía bắc lượng mưa có khi chỉ đạt 20 mm. Mùa khô kéo dài cũng là lúc nhiệt độ trung bình tăng cao (trên 20 °C) làm nước bốc hơi nhanh, nên đất đai khô cằn.

Khu vực sahel nằm trong vùng nhiệt đới bị dao động bởi hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu. Vì đó mà chu kỳ thay đổi từ mùa khô sang mùa mưa và ngược lại không còn bình thường, phân bổ không đều. Điều này được thể hiện với mùa khô kéo dài tới 10 tháng. Cũng theo đó thì mùa mưa ngắn hơn có khi chỉ thoáng qua.

Sự lưu thông của gió mậu dịch và gió mùa đóng vai trò quan trọng trong biến chuyển khí hậu khu vực sahel.[1]

Vào mùa đông (mùa khô) đới lặng gió xích đạo (ITCZ) di chuyển xuống tới gần 25° vĩ nam. Để cân bằng thì các luồng gió giữa vùng áp cao Açores và vùng áp thấp của đới lặng gió là gió mậu dịch thổi theo hướng đông bắc-tây nam. Hậu quả là khu vực sahel bị khô hạn trong mùa đông.

Vào mùa hè (mùa mưa) ITCZ có thể di chuyển lên tới tối đa khoảng 18-20° vĩ bắc, tuy trường hợp đó rất hiếm. Để cân bằng thì các luồng gió giữa vùng áp cao cận nhiệt đới (vùng áp cao Açores) và ITCZ là gió mậu dịch thổi theo hướng đông nam-tây bắc. Chính luồng gió mậu dịch đông nam này mang khí ẩm từ Đại Tây Dương thổi vào lục địa. Khi ITCZ chuyển dịch lên phía bắc thì có khối không khí ẩm tăng lên, có thể đem mưa tới được khu vực sahel. Do sự dịch chuyển không đều đặn của ITCZ nên trong khu vực này lượng mưa khá thất thường. Dải sahel nằm trong khoảng xấp xỉ 11-20° vĩ bắc, nghĩa là nếu ITCZ chuyển dịch tới 18-20° vĩ bắc thì nó sẽ gây mưa trong toàn bộ khu vực sahel. Ngược lại, nếu ITCZ bị hãm quanh vùng xích đạo thì toàn bộ khối không khí ẩm của gió đông nam cũng bị hãm trong khu vực đó và sahel bị hạn hán trong khi đó gió thịnh hành lại là gió mậu dịch đông bắc.

Hiện tượng này cũng giải thích nguyên nhân làm sa mạc Sahara bành trướng và lấn xuống khu vực sahel. Nguyên là vì vùng áp thấp xích đạo không bao giờ vượt quá 18-20° vĩ bắc, nên nguyên khu vực từ 10 đến 30° vĩ bắc có khi chỉ có gió mậu dịch đông bắc-tây nam suốt năm nên không có mưa.

Lượng mưa giao biến mạnh hằng năm và từng thập kỷ. Dải sahel vì thiếu nước và đất cằn cỗi nên năng suất rất kém. Đất trong dải sahel chủ yếu là đất chua (với kết quả là độc tính nhôm đối với thực vật) rất nghèo nitơ và phôtphat.

Đối với khí hậu toàn cầu, lượng mưa ở sahel không chỉ tác động đến dải sahel mà còn ảnh hưởng đến cường độ hoạt động của các trận bão tại khu vực Đại Tây Dương cận duyên.[2]