Onosma arenaria kommt von Ost- und Südostfrankreich über die Schweiz, Norditalien und Südosteuropa bis nach Südrussland vor. Sie ist ein europäisch-kontinentales Florenelement. Das Hauptverbreitungsgebiet liegt in Südosteuropa. Die Sand-Lotwurz kommt in Mitteleuropa sehr selten vor. Seiner allgemeinen Verbreitung nach zählt Onosma arenaria subsp. arenaria zum sarmatischen Florenelement. Die wenigen Vorkommen in Westdeutschland sind vom östlichen Hauptareal weit abgetrennt. Die Lücke zwischen den Mainzer Vorkommen und denen in Österreich oder in Frankreich beträgt etwa 600 km. Da eine Einschleppung durch den Menschen in jüngerer Zeit ausgeschlossen werden kann, dürften die disjunkten Vorkommen auf Relikte, möglicherweise aus der Tertiärzeit, zurückzuführen sein.

Die Sand-Lotwurz ist eine zweijährige krautige Pflanze und erreicht Wuchshöhen von 30 - 50 cm. Alle oberirdischen Pflanzenteile ist trübgrün gefärbt und weißlich bis gelblich steif behaart. Der Stängel wächst meist einzeln, er ist kräftig, gerade und aufrecht stehend, stark verzweigt, reich beblättert und kurz borstig behaart. Die anliegend oder etwas abstehend borstig behaarten Laubblätter sind bei einer Breite von 1 - 3 cm linealisch-lanzettlich. Die Borsten sitzen auf kahlen, oft auch fehlenden Höckern.