從天氣學角度看，大風的形成，一是強冷空氣入侵，即冷鋒過境，穿越鋒面的次級環流促使鋒前強烈上升、鋒後動量下傳，由此產生變壓風，這是造成近地面大風的主要因素；二是冷鋒前地面熱低壓發展使鋒區氣壓梯度增大而形成梯度風。強冷空氣是形成沙塵天氣的驅動力，只有足夠的冷空氣方有可能形成強的氣壓差，推動大氣的水平流動。又由於此時低空不同高度水平風速的不同，以及低層的強烈輻合，迫使空氣產生垂直方向的流動，從而產生強烈的水平和垂直運動。瞬時最大風速為每秒17米，短時七、八級以上，即可出現沙塵暴。形成沙塵暴的冷空氣強度要比一般大風的冷空氣更猛烈。
大氣層結是否穩定是形成沙塵暴的另一決定性因素。以最常出現區域性強沙塵暴的甘肅省河西地區為例，這裡處在冷空氣東南下的西北通道上，一般來說，冬春兩季特別是春季經常有勢力強大的冷空氣入侵，而且春季植物稀少，沙漠和裸露的地表溫度上升得很快，只要連續晴好兩三天，地面氣溫可以升得很高。如果這時遇上強大的冷空氣在中午前後過境，可形成上冷下暖的不穩定的溫度層結，沙塵暴常常在此時發生。
沙源都是些什麼東西呢？它們是怎么來的呢？我們能“消滅”或封閉這些物質嗎？下面我們就從沙塵源的形成來尋找答案。
從我國北方地區沙塵源的形成看，一類是自然形成的第四紀沉積、堆積物；另一類是人類生產活動堆積物。前者有風成沙、沙礫戈壁、風蝕劣地、沙質粘土、第三紀紅色沙岩、現代流水沖積物、湖積物、黃土等。這些沙塵源物質量大且分布面積廣，為強沙塵暴的形成提供了豐富的物質基礎。後者有尾礦砂、廢棄物、爐灰等堆積物和開墾耕地的裸露地面等，比如退化的森林草地、沒有植被覆蓋的乾鬆土地和城鄉建築工地的沙土堆。近年發生的沙塵暴中，沙質草地和旱作耕地是主要沙源。從自然成因上看，人類無法消除沙塵暴。但從人類自身活動來看，亂砍濫伐和對土地、水資源的不合理利用而加速沙塵暴發生的負面作用是可以消減的，可以在一定程度上消減沙塵暴發生的頻率和強度。
沙源物質顆粒的大小也影響沙塵飛行的距離。如科爾沁沙地組成物質主要是中細砂粉砂層和粉細砂。鄂爾多斯等地含細砂、粉砂高達80%。鬆散沉積環境加上合適的環流條件，使這些地區成為沙塵暴的高發區和物源區。沙塵發生地區遼闊坦蕩的地貌也是成因之一。
荒漠化擴大了沙塵源，增加了沙塵暴天氣的發生，近年來氣候乾暖化和人為活動強度加大，造成荒漠化速度加快。荒漠化與經濟活動強度及人口數量增加成正相關。人口的增加加大了對土地資源和水資源的壓力，低素質的人群中便出現亂砍濫伐、過牧和水資源利用不當的現象，從而加速了荒漠化的蔓延，形成惡性循環。
沙漠以外地區的沙塵源也是一個不容忽視的因素。我國北方春季氣候乾燥，風力較強，土壤墒情差，植被疏矮，每遇大風天氣，表層乾燥土壤容易被風颳起，形成揚塵。而城郊地帶由於破土施工、建材堆積、垃圾堆放不合理等也是揚沙的來源之一。
有關防治對策的探討
我們要樹立的一個信心是，人類現有的科學技術可以遏制或減輕沙塵暴對人類的危害。防禦沙塵暴的長遠對策是從根本上改善生態環境，人為改變荒漠和半荒漠地表現狀以及惡劣的生態環境。下面就介紹幾種防風固沙工程：