沙湖的形成原因有多種，主要包括地質、氣候和自然因素。具體如下：
沙漠中的凹陷地區可能自然形成湖泊，由於沙漠地形的特殊性，這些湖泊往往對當地的生態系統和人類社區都具有重要意義。
河流古道型湖泊，如沙湖，可能是由黃河古河道窪地經過風蝕至地下水面，地下水溢出並匯集，再接受大氣降水和地面水補給而形成的。
在沙漠形成之前就是一處湖泊水域，隨著乾旱氣候加劇，風力作用加強，風化作用和風蝕作用的疊加使湖水最終並沒有全部被掩埋和蒸發，形成沙丘包圍的湖泊。
地下水位在一年中的某個時段要明顯高於沙漠低窪地面的高度，使得地下水能夠出露地表，形成湖泊。
沙漠邊緣地帶需有水位可以明顯升高的河流、大型湖泊存在，作為沙漠低窪地帶積水的補給源泉。
歷史上的山洪滯留也在沙漠地區形成了湖泊。