Вид был открыт в Алжире (тогда — колония Франции) в 1858 году французским зоологом Виктором Жаном Франсуа Лошем, который дал ему латинское название лат. Felis margarita в честь генерала Жана Маргерита, участника завоевания Алжира.
В дальнейшем барханные коты ещё не раз «открывались» зоологами разных стран в местах, весьма отдалённых от первоначальной находки. Так, например, советский зоолог С. И. Огнёв в 1926 году обнаружил популяцию барханных котов в пустыне Каракумы в Туркменистане. Обычно первоначально новые находки описывались как новые виды, и лишь затем оказывались подвидами барханного кота.
Барханная кошка отличается одними из самых мелких размеров среди диких кошек: длина её тела 65—90 см, причем 40 % занимает хвост, высота в холке — 24—30 см; масса взрослых самцов — 2,1—3,4 кг, самки мельче. Голова большая и широкая, приплюснутая, с бакенбардами. Уши очень большие и широкие, без кисточек. Радужная оболочка глаз жёлтая, зрачок щелевидный. Лапы у барханной кошки короткие, сильные. Стопы покрывает жёсткая шерсть, которая защищает подушечки лап от ожогов горячим песком[источник не указан 361 день].
Мех у барханной кошки густой и мягкий, предохраняющий тело от низких ночных температур. Окрас покровительственный, варьирует от песчаного до светло-серого. На спине и хвосте имеются более тёмные, серо-коричневые полосы, которые однако часто сливаются с общим тоном меха. Рисунок на голове и лапах темнее и ярче выражен. Кончик хвоста черноватый или чёрный. Грудь и подбородок светлее по тону. В Средней Азии зимой у барханной кошки появляется более густая зимняя шубка тускло-песчаного цвета с серым налётом[источник не указан 439 дней].
Ареал барханной кошки имеет вид полосы, начинающейся в Сахаре (Алжир, Марокко, Чад, Нигер) и через Аравийский полуостров пролегающей в Центральную Азию (Туркменистан, Узбекистан, Казахстан) до окрестностей Нушки в Пакистане.
Барханная кошка обитает исключительно в жарких, засушливых районах. Её местообитания весьма разнообразны, от песчаных пустынь, практически лишённых растительности, до каменистых долин, заросших кустарниками. Изредка она встречается в глинистой пустыне и на каменистых прибрежных грядах.