El fenómeno El Niño se desarrolla cuando la fase negativa de la Oscilación del Sur alcanza niveles significativos y se prolonga por varios meses. (por ejemplo en 1972, 1982, 1987, 1997) y se caracteriza, entre otras condiciones anómalas por las siguientes:

(A) Aumento de presión a nivel del mar en la región de Oceanía y disminución de la presión a nivel del mar en el Pacífico tropical y subtropical junto a las costas de América del Sur y América Central. Esto contribuye a disminuir o a anular la diferencia de presión a nivel del mar entre ambos extremos del Pacífico ecuatorial.

(B) La disminución de la diferencia de presión entre la costa de América del Sur y Oceanía contribuye al debilitamiento de los vientos alisios, que en los casos más extremos invierten su dirección. La menor intensidad de los alisios hace que disminuya la eficiencia de la surgencia de aguas profundas (relativamente más frías) a lo largo del Pacífico ecuatorial, lo que se traduce en un aumento de la temperatura superficial del mar en esta región.

(C) El debilitamiento de los vientos alisios, lleva asociado un menor efecto de arrastre sobre la superficie del océano lo que contribuye a que disminuya la diferencia de nivel del mar entre ambos extremos del Pacífico ecuatorial, con un aumento de éste en las costas de América del Sur y una disminución en el sector de Oceanía. En la figura se aprecia el cambio registrado en el nivel del mar en una estación en las islas Galápagos, localizadas a unos 1000 kms frente a las costas de Ecuador, durante el gran evento El Niño de 1997.

(D) El efecto más notorio de la presencia de un fenómeno el Niño es el aumento de la temperatura superficial del Mar en el Pacífico ecuatorial, que en los casos más extremos puede superar en 4°C el valor medio climatológico en algunas regiones específicas. Los principales factores que contribuyen a este aumento es el transporte hacia el Este de las aguas relativamente cálidas que se localizan frente a Oceanía y la menor surgencia de aguas profundas relativamente más frías a lo largo del Ecuador como resultado del debilitamiento de los vientos alisios. En la figura adjunta se advierte la evolución de la anomalía térmica positiva (diferencia de temperatura con respecto al valor medio) en la región comprendida entre 5°N y 5°S y 120°E y 80°W, durante el extraordinario evento de 1997-98.

(E) En la región cercana a Oceanía al oeste de 180° de longitud, donde la temperatura de la superficie del mar es más alta, se desarrolla gran nubosidad y precipitación. El desplazamiento hacia el Este de las aguas más calientes durante los fenómenos El Niño contribuye a un desplazamiento en esa dirección del núcleo de nubosidad y precipitación más intensa, lo cual provoca graves sequías en Indonesia y el norte de Australia.