Ökenärtsångaren är mycket lik både ärtsångaren och bergärtsångaren, men skiljer sig genom sin mindre storlek (12 centimeter lång, 8-13 gram i vikt), mindre näbb, enhetligt blekare grå huvud som saknar bergärtsångarens och ärtsångarens tydligt mörkare kind samt en ljusare gråbrun rygg. Strupen är vit och resten av undersidan blekt gråvit.
Ökenärtsångaren tillhör det mycket komplicerade ärtsångarkomplexet kring vilket taxonomin är omstridd. Vissa, som Birdlife International, Birdlife Sverige och Clements et al, behandlar numera komplexet som en enda art, ärtsångare (C. curruca), och kategoriserar därmed ökenärtsångaren som underart till denna. Internationella auktoriteten IOC, som följs här, delar in ökenärtsångaren i två underarter med följande utbredning:
Vintertid flyttar arten söderut till Arabiska halvön, södra Pakistan och nordvästra Indien, där den beblandar sig med både ärtsångaren och mer lokalt med bergärtsångaren.
Ökenärtsångaren förekommer som namnet avslöjar i mycket torra områden, på ökenplatåer och lägre bergstrakter. Där den överlappar med bergärtsångaren skiljer de sig åt höjdledsmässigt. På häckplats ses den bland sparsamt utbredda törnbusksnår och i stånd med saxaul, men även i tätare växtlighet utmed vattendrag och i fruktträdgårdar i odlingslandskap. Under vintern i Punjab påträffas den i liknande miljöer som övervintrande ökensångare.
I ökenmiljöer ses ökenärtsångaren födosöka på marken efter leddjur, men besöker även blommor på Acacia arabica där den dels intar nektar, dels insekter som lockas till blommorna. I mars i Punjab, strax innan den återvänder till häckningsområdena, söker den på liknande sätt istället upp Dahlbergia sissoo så att dess panna blir gulfärgad av pollen.
Boet placeras väl dolt i en buske eller lågt träd, upp till en meter ovan mark. Äggen liknar ärtsångarens till utseendet men är mindre.
