O El Niño é caracterizado pelo aquecimento anormal das águas superficiais do Pacífico Equatorial Oriental, desde a costa do Peru e Equador, podendo se estender até o meio da bacia do Pacífico. O aquecimento e posterior resfriamento, até que as águas voltem às condições habituais, costuma durar entre 12 e 18 meses. A evolução típica do El Niño mostra que o fenômeno tem início no final do primeiro semestre do ano, atinge a intensidade máxima em dezembro, e enfraquece na metade do ano seguinte. O fenômeno não apresenta um ciclo regular. Podem se passar décadas sem a ocorrência do El Niño.

O El Niño é um fenômeno oceânico. As respostas da atmosfera a essa ocorrência são a inversão da direção dos ventos e a mudança na pressão atmosférica no Pacífico. O fenômeno acoplado oceano-atmosfera chama-se El Niño-Oscilação Sul, sendo essa última parte a resposta da atmosfera às mudanças no oceano. Essa resposta pode se medir através da pressão atmosférica no Pacífico, representada pela chamada Oscilação Sul.

Como conseqüência, há alteração na distribuição de chuva e nebulosidade, além de mudanças na temperatura, em países como Peru e Equador. Esses são efeitos quase que diretos. Outros resultados são anomalias climáticas indiretas ao redor do globo, como as secas observadas na Amazônia Oriental e Nordeste do Brasil, assim como a redução/enfraquecimento da temporada de ciclones no Atlântico Norte.

Segundo a NOAA (Administração Oceânica e Atmosférica Nacional - EUA), as observações indicam um evento El Niño formado no Pacífico, com alguns dos efeitos diretos já verificados no Pacífico, como a chuva acima da média ocorrida nos últimos meses na costa do Peru e Equador. Possíveis efeitos secundários podem começar a ocorrer nesse semestre ao redor do mundo. O El Niño 2002/2003 promete não ser tão forte quando o de 1997/1998, embora o prognóstico climático disponível até o momento não permita definir, com precisão, a sua magnitude e duração - verificando-se, no momento, somente a tendência de será um evento fraco, com duração máxima até o segundo semestre de 2003.

Segundo o meteorologista sênior do The Weather Channel, Vinícius Ubarana, a tendência é de que aconteçam secas no norte e leste da Amazônia. Aumento da probabilidade de incêndios florestais, secas no norte do Nordeste durante a estação chuvosa, de fevereiro a maio, moderado aumento das temperaturas médias, no Sudeste e precipitações abundantes, principalmente na primavera, e chuvas intensas de maio a julho. Aumento da temperatura média, no Sul do Brasil.