Šią kalbų šeimą 1963 m. pasiūlė Džozefas Grinbergas, visas Afrikos kalbas suskirstydamas į 4 makrošeimas. Nors kitos 3 makrošeimos (Nigerio-Kongo, semitų-chamitų ir koisanų) daugumai mokslininkų nekelia abejonių, Nilo-Sacharos kalbinė makrošeima yra vertinama prieštaringai dėl savo įvairovės ir dėl nepatvirtintų atskirų kalbinių grupių tarpusavio ryšių. Ją konstruodamas Grinbergas iš esmės priskyrė visas neaiškios kilmės kalbas ir grupes.
Nilo-Sacharos kalbinę makrošeimą sudaro trys didelės kalbinės grupės (ar šeimos), ir 9 mažesnės grupės ar izoliuotos kalbos. Trys didžiosios grupės yra:
Rytų Sudano kalbos – didžiausia kalbų grupė, kuria kalbama Rytų Afrikoje: Etiopijoje, Sudane, Ugandoje, Kenijoje, Tanzanijoje. Joms priklauso nilotų kalbos. Didžiausios yra nubų, luo, teso, kalendžinų, dinkų, ačiolių, masajų, nuerų kalbos;
Centrinio Sudano kalbos – jomis kalbama Centrinės Afrikos Respublikoje, šiaurės rytų Kamerūne, pietiniame Čade. Didžiausia yra ngambajų (sarų), lugbarų kalbos;
Sacharos kalbos – jomis kalbama Čade bei gretimose teritorijose Nigerijoje ir Nigeryje. Didžiausia yra kanurių kalba;
Mažesnės grupės ar kalbos yra:
bertų – viena kalba, kuria kalbama Pietų Sudano ir Etiopijos pasienyje;
gumuzų – viena kalba, kuria kalbama Etiopijoje, prie Sudano sienos;
komų – daug smulkių kalbelių šiaurės rytiniame Pietų Sudane ir gretimose teritorijose Etiopijoje. Kartu su gumuzų kalba neretai apjungiamos į komuzų kalbas;
kaduglių – 6 smulkios kalbelės, kuriomis kalbama Kordofane (Sudanas);
kuliakų – kelios kalbos Kenijoje;
kunamų – kalba pietvakarių Eritrėjoje;
mabų – kalbos Darfūro (Vadajaus) istoriniame regione (rytų Čadas ir pietvakarių Sudanas);
songajų – 8 giminingos kalbos Malio ir vakarų Nigerio teritorijoje.
Lionel Bender, 2000. „Nilo-Saharan“. In Bernd Heine and Derek Nurse, eds., African Languages: An Introduction. Cambridge University Press.
Gerrit Dimmendaal, 2008. „Language Ecology and Linguistic Diversity on the African Continent“, Language and Linguistics Compass 2/5:842.
Christopher Ehret, 2001. A Historical-Comparative Reconstruction of Nilo-Saharan. Köln.
Joseph Greenberg, 1963. The Languages of Africa (International Journal of American Linguistics 29.1). Bloomington, IN: Indiana University Press.
Pertti Mikkola, 1999. „Nilo-Saharan revisited: some observations concerning the best etymologies“. Nordic Journal of African Studies, 8(2):108–138.