为了适应沙漠干旱环境，仙人球在进化过程中发生了很多有利于耐旱的结构特点。首先，它的根系较发达，在沙漠中生长的仙人球根系可伸展数米甚至十多米，仙人球的叶片退化为刺也大大减少了水分的蒸发，仙人球是景天酸代谢(CAM)植物，白天高温环境下气孔关闭，到了夜间才打开进行气体交换，释放氧气吸收二氧化碳，这个特点也使它们减少了水分的蒸发，仙人球的茎肥厚呈球状，内部储藏了大量水分，使得它们可以耐受相当长一段时间内的干旱而不会死亡。