На більш ніж 95% території Лівії панує тропічний пустельний клімат: сухий, жаркий, з різкими добовими коливаннями температур. Середня температура січня 15 ... + 18 ° С, липня +32 ... +35 ° С. У літню пору середні денні температури досягають у пустелі +40 ... +42 ° С. Опадів випадає не більше 75-100 мм, в Лівійській пустелі їх середня кількість не перевищує 25 мм на рік. Протягом декількох років може не випасти ні краплі дощу. Для середземноморського узбережжя країни характерний більш м'який субтропічний клімат з жарким, сухим літом і теплою, щодо вологою зимою. Середні температури січня тут +12 ° С, липня +27 ... +29 ° С. Опадів випаде ок. 300 мм, а на плато Ахдар - до 650 мм.
У Лівії немає річок з постійним водотоком. У періоди дощів водою на короткий час заповнюються уеди (сухі долини стародавніх річок). Піщані пустелі Лівії багаті підземними водами, залягають на різних глибинах.

Понад 95% території Лівії займають піщані та кам'янисті тропічні пустелі. У піщаних пустелях зустрічаються спільноти ефемерів, по долинах сухих русел ростуть нечисленні дерева. Лише в північній частині країни, на узбережжі Середземного моря тропічні пустелі змінюються субтропічними пустелями і напівпустелями, а на деяких ділянках узбережжя - ландшафтами середземноморських субтропіків з низькорослому лісової і чагарникової рослинністю. На невеликих територіях зростають ліси з алеппськой сосни, ялівцю і скельного дуба. Ок. 7% території Лівії займають пасовища, 1% - рілля, приблизно ще 0,15% - багаторічні насадження. Майже 100% оброблюваних земель штучно зрошується. У менш суворих північних районах зустрічаються шакали, гієни, лисиці фенек. З копитних для цих місць характерні газелі, а в пустельних південних областях - антилопи. Для охорони природи в країні створено декілька природних парків та національний парк куф.