La biodiversidad y el carbono orgánico del suelo, así como la interacción entre ambos, juegan papeles esenciales en el mantenimiento y regulación de los servicios ecosistémicos de las zonas secas, desde la fertilidad del suelo a la producción de alimentos. El cambio climático y los impactos antrópicos pueden provocar pérdidas en la biodiversidad y carbono del suelo, lo cual puede resultar en alteraciones de los ciclos del carbono y la funcionalidad de los ecosistemas derivando en procesos acelerados de desertificación. Es necesario, por tanto, mejorar nuestro conocimiento sobre la compleja diversidad biológica del suelo, así como su interacción con el carbono orgánico en las zonas secas. Esto nos permitirá diseñar estrategias efectivas para promover el secuestro de carbono en el suelo, contribuyendo así a revertir los procesos de degradación y desertificación. En esta revisión discutimos la importancia de la biodiversidad y el carbono orgánico del suelo de las zonas secas en un contexto de cambio global, definiendo la relación entre ambos y su respuesta a factores climáticos y degradación. También destacamos el uso de herramientas avanzadas tales como la genómica, y practicas relevantes de manejo del suelo que nos permitan incrementar los contenidos de carbono y mejorar la diversidad y funcionalidad de suelo en las zonas secas, con el fin último de prevenir y revertir la desertificación.