Presenta una longitud máxima de unos 25 km, entre el valle del río Pisco, al norte, y las pampas La Oca y Villacuri, al sur.
Estas dunas rodean a los oasis existentes en el desierto y también lo hacen a franjas de tierra cultivada que constituyen pequeños valles aislados y que son parte de la antigua terraza del río Pisco.
[6] La presencia de esta enorme zona de dunas hace que el trazado de la carretera panamericana sur (Pisco - Ica), no pase a través del desierto sino que bordea sus márgenes oeste y sur.
En este desierto, se han realizado los diversos campeonatos del Inka Off Road, Cross Country ACP, y ha sido escenario de varias etapas del Rally Dakar —en 2012, 2013 y 2018—,[10][11] competencia de rally más importante del mundo en el que participan corredores de distintas nacionalidades.
Los visitantes también usan las dunas de arena del desierto de California para acampar al aire libre y practicar el deporte denominado sandboard.