不同的沙漠，有不同的色彩。例如，在艾比湖南岸的沙丘与沙丘间，粗粝、黝黑的沙子，仿佛是沙漠中铺出的一条宽广的“柏油路”；而在乌伦古湖岸的沙丘，犹如食盐堆积而成，白花花耀人眼目；临近将军戈壁的沙丘，则在灰棕之中透出了红壤的土色。此外，在不同地区和季节生长开花的各种植物，更给沙漠披上了彩色的外衣。
其实，构成沙漠基本色调的还是沙子本身的颜色；除了灰棕色的主色调外，赤橙黄绿青蓝紫，各种颜色的颗粒应有尽有。当太阳光照射在含有云母颗粒的沙地上时，还会反射出耀眼的闪闪光辉哩。沙子为何会有如此丰富的颜色?
石英和长石是沙子的主要成分，但它们的比重较小；沙子中重矿物含量虽少，种类却很多。在我国沙漠中，重矿物以角闪石、绿帘石、金属矿物、石榴石等为主。从绿帘石、石榴石、蓝晶石、金红石、黑云母、白云母等矿物的名字，我们已经能想象出它们的色彩，正是这些矿物的丰富色彩，赋予了沙子多彩的面貌。在塔克拉玛干沙漠，云母的含量几乎占到重矿物总量的1／5：而在我国其他沙漠，云母含量一般仅占到重矿物总量3％以内，所以塔克拉玛干给人的感觉总是“闪闪发光”。
世界上有许多沙漠是因其沙子呈现的颜色而得名。例如，中亚的卡拉库姆沙漠(黑沙漠)矿物成分复杂，达40多种，多种矿物的混杂，使卡拉库姆沙漠色彩浓重，故有“卡拉”(黑色)之称：而中亚的另一沙漠——克孜尔库姆沙漠(红沙漠)以崩裂的岩屑和沉积红壤的残余物质为主，也就有了“克孜尔”(红色)之名：位于新疆准噶尔东部的阿克库姆沙漠则因沙子颗粒细、色彩淡、多石英而呈“阿克”(白色)。
了解了多彩的沙漠，再来看看我国塔克拉玛干沙漠的两个重要时期——红色沙漠时期和黄色沙漠时期。只所以以色彩来划分，是因为它们反映了塔克拉玛干沙漠的演变与全球气候环境变化的同步。这是第四纪地质学家、塔克拉玛干沙漠科学考察队副队长董光荣研究员和他的同事们经过多年研究总结出来的一个最新认识。
关于塔克拉玛干沙漠的年龄，有过许多的说法。我国权威的沙漠学家、前中国科学院兰州沙漠研究所研究员认为，塔克拉玛干沙漠是第四纪中更新世以来形成和发育的，也就是说只有14万年的历史。这种认识在很长一段时间被绝大多数学者所接受和认同。而20世纪80年代以来，一些石油地质学家和古生物学家却提出了不同意见，他们认为塔克拉玛干沙漠在第三纪中新世或上新世即已形成，这一推断将沙漠年龄一下提高到1000-2500万年。即便是他们中保守一些的人，也认为塔克拉玛干沙漠至少形成于第四纪早更新世，距今有120万年之久。不过，也有少数人认为，塔克拉玛干沙漠是第四纪晚更新世末，甚至全新世时才形成的，年龄不过一两万年。
上述几种说法所推断的塔克拉玛干沙漠的年龄，从1万年到2000多万年，相差了2000多倍，谁的说法更准确些呢?
这里，我们首先要说明的是，沙漠环境的形成、演化与沙漠地貌所处的发育阶段是有区别的。前者的年代可以很早，后者则因地貌发育阶段不同，年龄差异可以很大。例如，塔克拉玛干沙漠中的丝路、城镇，当年都处于沙漠环境之中，但它们的所在地还不能称为沙漠，否则人们就不会在那里建设城镇了。不过，这些地方废弃后，许多已被风沙湮没，沦为真正的沙漠，其形成、发育史不过区区几百年至上千年。此外，由于形成原因不同，即使在同一个地区，也可能有多次的沙漠发育史，但是此沙漠已非彼沙漠。塔克拉玛干沙漠的两个大的发育期，就是两个性质完全不同的沙漠，在沙漠的基质、外貌上都有很大的不同。
研究员对塔克拉玛干沙漠形成年龄的认识，比起前人来又向前跨了一大步。他提出的上限，延伸到了中生代最后一个纪——白垩纪的晚期，距今9750～6500万年。此时，在塔里木盆地的河岸、湖岸、海滨已有零星沙漠的分布，在进入新生代第三纪后，沙漠进一步扩展、活化。进入第四纪后，沙漠反而开始缩小，直到距今14万年的中更新世以后，风成亚砂土广泛发育，沙漠随之进一步扩大。尽管10多万年来，沙漠的发育经历了多次的反复，但总的趋势是处于扩展之中，最终形成今日之格局。
为了清晰说明塔克拉玛干沙漠的变迁史，研究员将塔克拉玛干沙漠的形成发育分为前第四纪时期和第四纪时期。前第四纪通俗地说就是第四纪以前的一段时期，包括了中生代白垩纪晚期和新生代第三纪，时间跨度为9500万年；而第四纪时期的时间跨度为250万年。
在前第四纪时期，地球上出现了全球性的气温下降，塔克拉玛干地区由亚热带、热带环境转为热带．暖温带环境，气候进一步干旱，植被也逐渐由稀树草原转变为荒漠草原，沙漠逐步形成，性质上以固定、半固定的草原型沙漠为主。、由于此时的沉积物多为紫红或棕红色的富含石膏、芒硝和钙结核的物质，沙漠外观以红色为基础，故称为“红色沙漠期”。
随着全球气温的进一步下降，进入第四纪以后，塔克拉玛干气候转为温带环境，且随冰期的波动，变化于暖温带至寒温带间，干旱的趋势进一步发展，形成暖干与冷干的气候组合，以“干”为基本特色，与地球上其他地区，如季风区的暖湿、冷干组合，西风区的冷湿、暖干组合迥然不同，表明了本区的干旱特色。此时的沙漠，由草原型转化为荒漠型，流沙逐渐增多，规模也不断扩大。由于提供沉积的风成沙和原生风成亚砂土色泽棕黄，使沙漠呈现出黄色的主题色调，所以又称为“黄色沙漠期”。
看来，认为塔克拉玛干沙漠是全新世以来形成的观点，也不是完全没有道理的。
根据对塔克拉玛干沙漠腹地流动沙丘下伏地层采集的石英砂的年代的测定，证明在全新世早期，在沙漠腹地出现过大范围的河湖相沉积，此时的沙漠应处于收缩和向固定化转化的阶段。到全新世中期以后，随风力活动的加强，风沙堆积进入旺盛时期，现代的高大流动沙丘也就是在这一时期形成的，距今只有四五千年。而塔里木河故道上的大片沙丘，甚至只有500年的形成历史。
据此可以认为，就沙漠形成的历史来说，塔克拉玛干是古老的，具有近亿年的历史；而就现代沙丘的形成来说，塔克拉玛干又是年轻的，未来或许会带给我们更多的惊喜和发现。