Normalerweise fließt der kalte Humboldtstrom, angetrieben durch die Südost-Passatwinde, an der Westküste Südamerikas nach Nord-Westen. Das kalte Wasser verursacht ein Hoch (kalte Luft ist schwerer als warme). Umgekehrt verursacht warmes Wasser bei den Philipinen und an der Ostküste Australiens ein Tief. Der Druckausgleich erfolgt über bodennahe Winde, die den Südäquatorialstrom nach Westen treiben ("Walker-Zirkulation"). Daher liegt der Meeresspiegel im Osten Australiens um einen Meter höher als im Westen Südamerikas.

Werden die Passatwinde schwächer, fließt der kalte Humboldtstrom nicht mehr nach Norden, so dass sich das Hoch an der südamerikanischen Westküste auflöst und der Druckunterschied zur Ostküste Australiens verschwindet. Das warme Wasser strömt aus Australien zurück nach Südamerika und verursacht dort ein Tief. Aufsteigende warme Luft bewirkt starke Regenfälle in Süd- und Mittelamerika. Diese führen zu Erdrutschen und vernichten ganze Ernten. Das warme Meerwasser enthält weniger Nährstoffe als kaltes, wodurch Fischsterben ausgelöst werden und der Fischfang zum Erliegen kommt.

Das Phänomen tritt meistens im Dezember auf - daher der Name "El Nino", das Christkind.