북동무역풍과 남동무역풍으로 인해 적도 부근에 있는 따뜻한 바닷물이 서쪽으로 흘러가면 서태평양 바다에는 따뜻한 물이 수증기가 되어 큰 비구름이 발생하고 저기압이 형성된다. 그 저기압 때문에 인도양에 있는 고기압의 바람이 유입되어 적도에 부는 무역풍이 약해지게 되는 현상이 발생한다. 무역풍이 약해지면 서태평양의 따뜻한 바닷물이 동쪽으로 이동하여 태평양 적도 인근의 바닷물이 유입된다. 이때 깊은 바다에 존재하는 차가운 바닷물이 아래로 밀려나 상승하는 힘이 약해지고 용승현상이 줄어들게 되며, 페루 연안에서는 바닷물이 따뜻해지는 엘니뇨 현상이 발생하게 된다. 이때에는 물고기도 줄어들어 페루의 어부들은 출어를 나가지 않고 축제를 열어 쉬었다고 전해진다. 그리고 이런 현상이 크리스마스 때 종종 일어났기 때문에 아기예수를 상징하는 이름인 '엘니뇨(El Niño)'라는 이름으로 불리게 되었다.

엘니뇨의 영향으로 페루 연안은 태평양 적도 부근의 따뜻한 해수의 온도가 표층 수온의 평년보다 0.5℃ 상승하게 된다. 심할 때는 7～10℃ 정도 높아지게 된다. 높아진 수온에 의해 영양염류와 용존 산소의 감소로 어획량이 줄어 어장이 황폐화되고, 바다에서 수증기가 많이 생성되어 상승기류(저기압)가 일어나 많은 비구름을 만들게 되며, 온도는 상승하게 된다. 이렇게 만들어진 비구름은 중남미 지역에 많은 비를 뿌려 열대우림지대에 풍부한 수분을 공급한다. 하지만 폭우나 홍수로 인한 기상이변은 인간 일상에 막대한 피해가 발생하기도 한다. 이는 태평양 반대쪽인 호주 일대에 가뭄을 가져와 태평양 양쪽 모두에 이상 기상을 초래하고 농업과 수산업 등 산업 전반에 큰 피해를 입히는 결과를 가져오기도 한다. 이처럼 멀리 떨어진 지역에도 엘니뇨로 인한 기상이변을 미치는 텔레커넥션(Teleconnection) 현상이 일어나게 된다.

한국의 경우에 엘니뇨 현상이 일어나면 대체로 여름철 이상 저온 현상이나 또는 긴 장마와 폭우 현상이 일어나고, 겨울에는 이상 고온 현상이나 가뭄이 일어나지만 기후에는 여러 요인들이 영향을 미치기 때문에 경우에 따라 달라진다. 한국은 다른 지역에 비해 엘니뇨 현상이 뚜렷하게 나타나는 지역은 아니다.