사막쥐 등 쪽 털은 밝은 밤나무 갈색이고, 일종의 가시 형태를 띠는 길고 진한 조모가 섞여 있다. 배 쪽은 밝은 회색빛 갈색을 띤다. 꼬리는 비늘 모양으로 약간 두 가지 색을 띠며, 몸길이보다 꼬리 길이가 짧거나 같다. 사막쥐를 정의하는 특징은 눈 주위 연한 오렌지색의 둥근 테로 타나미 사막 북부 지역에 서식지가 겹치는 서부밤색쥐(Pseudomys nanus)와 구별되는 특징이다. 일반적으로 사막쥐의 몸길이는 70~105mm, 꼬리 길이는 67~103mm이다. 몸무게는 약 15~35g이다.
오스트레일리아 건조 지대 전역에 널리 분포하며, 사막쥐는 퀸즐랜드주 북부 건조 사바나 지역에서도 서식한다. 좋아하는 서식지 범위는 스피니펙스속 풀이 서식하는 모래 언덕부터 얕은 굴을 파는 곳으로 쓰이는 암반 구릉지대까지 지역이다.
사막쥐 화석 잔해가 웨스턴오스트레일리아주 케이프산맥 국립공원과 눌라보 평원부터 사우스오스트레일리아주 플린더스 산맥 북부 지역, 뉴사우스웨일스주 빅토리아 호수 지역에서 발견된다. 현재 서식 범위와 함께 분석하면, 이와 같은 화석 기록은 사막쥐가 한때 오스트레일리아 전역에서 훨씬 더 광범위하게 분포했다는 것을 암시한다.