Пустынная каменка - маленькая птица, весящая 18—20 г. У самца спинная сторона тела охристо-рыжая, лоб, темя и надхвостье белые. Крылья черноватые, рулевые перья черные с белыми основаниями. Щеки, горло и бока шеи черные. Черный цвет на лице простирается на плечи. Имеется также хорошо выраженная белая бровь. Брюшная сторона белая с охристым оттенком на груди. У самки черные тона в оперении заменены бурыми; верх более сероватый, низ более охристый; на горле нет черного.