新月形沙丘从盾形沙堆演化而来。由于沙堆使地面起伏，风沙流经过沙堆时，使近地面风速发生变化，从而使气压分布不同。在沙堆顶部风速较大，空气压力较小沙堆的背风坡，风速较小，空气压力较大。从沙堆顶部和绕过沙堆两侧来的气流在沙堆背风坡产生涡流，并将带来的沙粒堆积在沙堆后的两侧，在沙堆背风坡形成马蹄形小洼地。
如果风速和沙量继续加大，沙堆背风坡的小凹地将进一步扩大，从沙堆顶部和两侧带来的沙粒在涡流的作用下不断堆积在沙堆后部的两侧，形成幼年型新月形沙丘。幼年型新月形沙丘进一步扩大增高，使气流通过它的顶峰附近和背风坡坡脚时，产生更大的压力差，从而在背风坡形成更大漩涡，使原有浅小马蹄形洼地扩大，从迎风坡吹越沙丘顶的流沙，只在沙丘顶部附近的背风坡处堆积，沙粒堆积到一定程度就会在重力作用下下滑，再被涡流吹向两侧堆积，这时就形成典型的新月形沙丘了。