大沙鼠营群落生活，常白天活动，不冬眠。冬季日活动节律呈单峰型，其活动范围一般不超过2.5m；夏季则呈双峰型，随着气温的升高，外出活动逐渐减少，中午不外出活动，黄昏以后，又陆续出洞活动，活动范围40~50m，有的可达300m。大沙鼠有相当高的回巢能力，成鼠在百米之内，普遍能返回原有洞系，但幼鼠对巢区的保守性却远不如成鼠。

大沙鼠的听觉和视觉非常敏锐，对洞口的异物也有警戒，随时伴随瞭望行为，有时和警戒难以区分。出洞时，大沙鼠首先探出头，确认洞口附近无危险存在时再钻出洞，然后站立在洞口前的小平台上瞭望，动作和警戒相似，只是不发出呜叫。取食时，大沙鼠会边进食边进行瞭望，当有危险发生时会立即转入警戒行为。远距离观察发现，大沙鼠的这种瞭望行为的时间一般不太长，然后便进行移动、取食、玩耍等其他行为。其天敌有鹰、虎鼬和狐等。

大沙鼠通常营群落生活，常形成相当明显的洞群。洞群分布随地形而异，沿沟谷、垄状沙丘、渠边、道路两侧分布的为条带状洞群，长者可达数千米；地形无明显走向的半固定沙丘、块状梭梭林等处为岛状洞群。每个洞群常有一个中心区，其面积不大，具有优良的自然生存条件，这里常常洞口密布，洞系相连，鼠密度最大．由中心区向外，密度随距离增加而递减。早春一洞系中有繁殖鼠1对，秋后可达十余只。洞道结构十分复杂。洞口直径约6~12cm，一个洞系有洞口10~30个。有的达100余个，洞系占地面积可达2~3hm²。洞道相互交错，分2~3层。第一层距地面40cm左右，每层之间相隔10~30cm。洞道旁有粮仓和厕所。冬季经常出入的洞口，多在粮仓附近。老窝比较深，多数位于地下2~3m处，内有细草和软毛铺成的睡垫。巢分夏巢与冬巢，夏巢较浅，冬巢深在1.5~2m之间。洞道中扩大部设有粮仓。其大小不一，最大者可贮草100kg以上，废弃的仓库多改作厕所。在土质结构松软的地段，洞系往往自然塌陷。在土质较为坚实的地段，使用较久的洞系，洞口前多有高大的土丘，为抛土、残食等废弃物构成；有的土丘高达40~60cm，占地1~2m²，有时土丘相互连接，可使栖息地微地形发生改变。

大沙鼠为植食性动物，食谱达40多种，主要有梭梭、猪毛菜、琵琶柴、盐爪爪、白刺、假木贼、锦鸡儿、芦苇等。冬季主要依靠夏秋贮粮越冬，也采食种子和植物茎皮。大沙鼠不喝水，完全依赖食物中的水分维持生命。

大沙鼠每年4~9月繁殖，高峰期在5~7月。年产2~3胎，妊娠期为22~25d，胎产1~12仔，多为5~6仔。春季出生的雌鼠当年可参与繁殖。幼鼠在母鼠洞内越冬，来年春季分居并开始繁殖。

在中国，大沙鼠的数量变化常与食物有关，而在荒漠中植物的生长状况又与前一年10月份至当年5月份问的降水量有密切关系。大沙鼠的数量与这一时期的降水量成正比。因此可根据这一时期的降水量来预测大沙鼠的数量变化。

列入《世界自然保护联盟》（IUCN） 2008年濒危物种红色名录ver 3.1——无危（LC）。

典型的特征是上门齿有两条明显的纵沟，据此特征区别于短耳沙鼠属和沙鼠属成员。体长比柽柳沙鼠略大，平均达160mm左右。尾长略短于体长，平均约150mm，为体长的92%左右。耳相对较短小，前折不达眼睛。身体背面灰棕色至沙黄色，刷灰黑色。臀部深棕色，肩部淡灰黄色，腹部灰白色，毛基灰色。喉部白色。尾基部上下一色，棕黄色。尾背面自中部起，开始着生黑色长毛，至尾端形成黑色毛束。爪强大，黑色。冬季毛色整体较淡。

国内分布于新疆、甘肃、宁夏、内蒙古。国外分布于蒙古、哈萨克斯坦、阿富汗、伊朗和巴基斯坦。

大沙鼠栖息在海拔900m以下的沙土荒漠、黏土荒漠和石砾荒漠地区，选择具有固沙植物梭梭、柽柳、盐爪爪、白刺等灌木丛的环境作为栖息位点。