干热河谷的成因，是区域内光热资源丰富，气候炎热少雨。它的形成，与地形和气流特点有关。干热河谷两侧往往都是高耸的山脉，暖湿气流在到达山地时，在迎风面受地形抬升作用影响，其所携带的水汽往往以地形雨的形式降落地面。因此当其越过山脉进入河谷时，往往演变成水汽稀少的下沉气流，形成干热风。这种风被称为“焚风”，它会对河谷形成加热减湿的效应，导致当地干热少雨。
另外干热河谷的形成，与山谷风效应的影响也有关系。山谷风是由于山谷与其附近空气之间的热力差异而引发的一种气流运动。山谷风的成因主要为昼夜交替过程中山坡-山谷和山地-平原间的气温差。气温差带来了近地面大气的密度和气压差，气压梯度力推动气流由高压（低温）区域向低压（高温）区域运动。
在狭窄的河谷地区，山地对其的影响强劲。白天河谷中蒸发的水汽，随着谷风吹向山地，在山坡上形成地形雨降落。
当晚间风由山地吹向河谷时，由于空气中水汽少，因此并不会形成降水。反而由于空气密度增大，导致热量无法散发，造成增温效应，使河谷继续维持较高温度，形成干热的气候环境。
