Sossusvlei même consiste en un énorme pan éphémère (« vlei » signifiant « cuvette »), situé au sein de dunes rouges se dressant à 200 mètres au-dessus de la vallée et à plus de 300 mètres des strates sous-jacentes.

Il arrive parfois, en été, que le pan soit rempli d'eau lorsque le flux de la rivière Tsauchab atteint un volume et une puissance lui permettant de traverser les plaines assoiffées et de parvenir à la mer de sable.

Quand c'est le cas, les dunes se reflètent dans un étang paisible où s'ébattent une multitude d'oiseaux aquatiques.