Teori Pompa Sahara mencoba menjelaskan bagaimana tumbuhan dan hewan dari Afrika berpindah ke Timur Tengah dan kemudian Eropa dan Asia.

Pada saat itu, Afrika lebih hujan daripada sekarang, dan Sahara lebih basah, dengan danau yang lebih besar dan lebih banyak sungai.

Periode hujan di Afrika diasosiasikan dengan fase "Sahara basah", di mana terdapat danau yang lebih besar dan lebih banyak sungai. Hal ini menyebabkan perubahan pada jenis hewan yang ditemukan di daerah tersebut.

Terlepas dari kegersangan Sahara yang lebih besar, migrasi di sepanjang koridor sungai terhenti ketika, selama fase gurun 1,8-0,8 juta tahun yang lalu, Sungai Nil berhenti mengalir sepenuhnya dan mungkin hanya mengalir sementara di periode lain karena pengangkatan Nubian Swell.

Selama periode Sahara basah, Sahara dan Arabia menjadi padang rumput savana dan flora dan fauna Afrika menjadi umum. Selama periode kering berikutnya, Sahara kembali ke kondisi gurun biasanya sebagai akibat dari mundurnya Monsun Afrika Barat ke selatan. Penguapan melebihi curah hujan, tingkat air di danau-danau seperti Danau Chad turun, dan sungai-sungai menjadi wadi kering.

Flora dan fauna yang sebelumnya tersebar luas mundur ke utara ke Pegunungan Atlas, ke selatan ke Afrika Barat, atau ke timur ke Lembah Sungai Nil dan kemudian ke tenggara ke Dataran Tinggi Ethiopia dan Kenya atau ke timur laut melintasi Sinai ke Asia. Hal ini memisahkan populasi beberapa spesies di daerah dengan iklim yang berbeda, memaksa mereka untuk beradaptasi, kemungkinan menimbulkan spesiasi (pemisahan spesies).

Pompa Sahara telah digunakan untuk mengetahui empat gelombang emigrasi manusia dari Afrika, yaitu: