Les habitats naturels des cactus sont les terres sèches d’Amérique du Nord et du Sud. Les cactus ont été introduits dans de nombreuses autres régions du monde. En Australie, le cactus figuier de Barbarie a été introduit, et a si bien poussé qu’il est devenu un parasite.
Une façon de voir à quel point un cactus est adapté à un habitat sec est de le comparer à une plante qui ne peut vivre que là où il y a un peu d’humidité toute l’année. Une plante perd de l’eau par ses feuilles. S’il y a beaucoup d’eau dans le sol, ce n’est pas un problème, et la plante peut avoir un grand nombre de grandes feuilles. Les feuilles peuvent être disposées sur une grande tige ramifiée comme celle d’un arbre à larges feuilles. Cette disposition des feuilles et de la tige est totalement inadaptée à la vie en milieu sec. Dans ce cas, toute l’eau que la plante peut recueillir doit être stockée et utilisée avec parcimonie. Le cactus s’est adapté à ces conditions en modifiant ses tiges pour retenir le plus d’eau possible.
Le cactus n’a pas de feuilles pour se nourrir, il utilise sa tige à la place. Cette adaptation réduit considérablement la perte d’eau. La tige du cactus a également une surface cireuse épaisse qui empêche l’eau de passer à travers elle. La plupart des cactus n’ont pas de branches. Cela réduit la surface de la tige par laquelle l’eau peut passer. En fait, de nombreux cactus réduisent au maximum la surface de leur tige en lui donnant la forme d’un dôme et en la faisant pousser près du sol. Un cactus qui pousse dans le désert mexicain s’enfonce même sous terre pendant la saison sèche et repousse en surface après la pluie.
La tige d’un cactus possède des espaces pour stocker l’eau, et une peau qui peut changer de forme en fonction de la quantité d’eau, un peu comme un accordéon. Lorsque le cactus a peu d’eau stockée, la surface de la tige présente de profonds sillons. Mais au fur et à mesure que l’eau est stockée, la tige gonfle et les rainures deviennent beaucoup moins profondes.
Le cactus défend sa réserve d’eau contre les animaux en ayant des épines. Elles coupent tout animal qui tente de mordre dans la réserve d’eau. Les épines projettent également une ombre sur la surface, ce qui refroidit un peu la plante et réduit la perte d’eau par évaporation. Certains cactus réduisent encore l’évaporation en faisant pousser une matière laineuse entre leurs épines. Cela emprisonne une couche d’air près des épines qui empêche une partie de la chaleur du soleil d’atteindre la surface (l’air est un isolant).