厄尔尼诺是指赤道东太平洋海表温度周期性升高的现象（如图1所示），这一现象最早被居住在厄瓜多尔和秘鲁太平洋沿岸的渔民注意到。由于此类海表温度异常事件通常出现在的圣诞节前后达到最大强度，因此又被当地居民称为“圣婴”（西班牙语为“El Nio”，一般音译为“厄尔尼诺”）。每当厄尔尼诺，较暖的表层海水了来自低层海洋的营养物质向表层海洋输送，从而导致南美洲太平洋沿岸的天然渔场明显减产。每当此时，有经验的渔民们会趁机休养生息，对航海与打渔设备进行修缮，并与家庭欢度节日，同时等候下一个捕捞季的到来。
图1. 厄尔尼诺事件出现时海表温度（Sea Suce Temperature, SST）异常值（单位：摄氏度）的全球分布。暖色表示东太平洋的海表温度温度偏暖。
与厄尔尼诺相反，赤道东太平洋也会出现海表温度偏冷的现象，此类事件被称为“圣女”（西班牙语为“La Nina”，一般音译为“拉尼娜”）。由于拉尼娜出现时，产生的影响几乎与厄尔尼诺相反，因此也有人将它称为“反厄尔尼诺”。
近代的气象观测数据表明，厄尔尼诺并非赤道太平洋中的孤立事件，而是全球性大气-海洋耦合变率“厄尔尼诺与南方涛动”（El Nio and Southern Oscillation，ENSO）在海洋中的信号之一，通常将El Nio与La Nina分别成为ENSO的暖位相与冷位相。
与厄尔尼诺相对应，南方涛动指的是ENSO在海平面气压中的体现，即Darwin与南太平洋Tahiti岛之间海平面气压差的周期性变化。一般来说，当El Nio出现时，Darwin观测到的海表气压要高于Tahiti岛的观测值（如图2所示）；当La Nina出现是，情况相反。大量的科学研究表明，虽然南太平洋的气压变化与赤道东太平洋的海温异常相距上万公里，但二者之间的联系绝非巧合。
图2.厄尔尼诺事件出现时海平面气压（sea-levelpressure）异常的全球分布型。图中等值线为全球月平均海平面气压与Darwin地区海平面气压之间的相关系数。图中D与T分别表示Darwin与Tahiti的地理。
由于厄尔尼诺与南方涛动（ENSO）是大气-海洋耦合系统中的统一物理过程，因此自然可以从大气和海洋两个方面对其进行定量描述，从而便于对其进行量化分析。
南方涛动指数（SOI）是基于南太平洋Tahiti与Darwin之间海平面气压差所定义的。由于人类关于海平面气压的记录具有一个世纪之久，因此使用SOI能够研究更长时间序列的ENSO事件，这也是该指数的重要优势之一。
目前，普遍使用的一个ENSO指数是基于Nio 3.4 海区（120-150W，5N-5S）海表温度异常所定义的海洋厄尔尼诺指数（ONI），因为该区域计算的海表温度异常与南方涛动指数具有更高的相关性，也有利于对赤道东太平洋海表温度异常发展的监测。根据上述区域的海表温度异常值，美国大气海洋局气候预测中心（NOAA/CPC）认为，当连续三个月内Nio 3.4 海区平均海表温度异常的滑动平均值大于0.5oC（小于-0.5oC）且持续达到或超过五个月，可以确定厄尔尼诺（拉尼娜）事件的发生。
表1. 美国NOAA/CPC提供的1950至2015年（截止2015年4月）间海洋厄尔尼诺指数（ONI）。当该指数连续五个月及以上大于0.5oC（小于-0.5oC）时，确定厄尔尼诺（拉尼娜）事件的发生，在表中用红色（蓝色）标记。
正常年份赤道西太平洋表层海水较赤道东太平洋（南美洲附近）温度偏高8C ，这主要是由于在赤道地区上空常年存在着自东向西吹的信风，从而导致在南美洲西北沿岸附近海洋中常年存在着来自较深层海洋的向上输送运动,这种输送过程一方面将较冷的低层海水输送到海洋表面，造成海表温度降低；另一方面来自深层海洋的营养物质输送有利于该区域天然渔场的形成和维持。在赤道东风的持续推动下，赤道太平洋表层较暖的海水堆积在西太平洋附近，导致东南亚印度尼西亚地区海平面高度比南美洲秘鲁沿岸平均偏高约46 cm（如图4所示）。同时，西太平洋地区较暖的海水导致东南亚地区常年维持着活跃的对流上升运动和较高的降水量。
当厄尔尼诺出现时，南太平洋地区的气压分布型较正常年份反向（比如，Darwin地区的海平面气压高于Tahiti岛），导致赤道上空的信风强度显著减弱甚至发生反向（如图5所示）。 减弱的信风会导致大气和海洋环流出现一系列的剧烈变化，比如：赤道太平洋表层海水向赤道西太平洋的运动减弱，而在赤道东太平洋的堆积效应增强；南美洲秘鲁沿岸的海洋内部海水上翻运动减弱，从而导致表层海水温度增暖。
与大气、海洋环流异常相对应，厄尔尼诺也会导致赤道太平洋不同区域的降水分布出现异常。一般来说，赤道中、东太平洋降水比正常年偏强，而赤道西太平洋地区（也即东南亚地区）降水会比正常年偏少。
与厄尔尼诺事件相反，当拉尼娜事件出现时，赤道太平洋上空的盛行东风较正常年偏强，从而导致南美洲秘鲁沿岸海域中的海水上升运动也强于正常年，因此导致该海域的海表温度较正常年偏低（如图6所示）。增强的赤道东风导致赤道西太平洋地区的暖水堆积效应更强。一般来说，当拉尼娜事件出现时，赤道西太平洋降水较往年偏强，而赤道东太平洋降水偏少。
图7. 不同ENSO位相全球降水、温度异常的分布型式：a）厄尔尼诺出现当年冬季（12月至来年2月）的异常分布型；b）厄尔尼诺出现后一年夏季（6至8月）的异常分布型；c）拉尼娜出现当年冬季（12月至来年2月）的异常分布型；d）拉尼娜出现后一年夏季（6至8月）的异常分布型。
厄尔尼诺与拉尼娜事件中赤道暖海水的变化会造成由海洋进入地球大气的水分与热量发生显著变化，从而导致全球降水与温度分布型的改变。而厄尔尼诺与拉尼娜对于降水、温度的影响在其不同的演变周期（比如当年冬季或来年夏季）有一定差异。图7ad分别归纳了厄尔尼诺与拉尼娜事件对于当年冬季以及来年夏季的影响。
北大西洋地区的热带气旋活动对于厄尔尼诺最为（如表2所示）。在出现中等强度以及强厄尔尼诺的年份，北大西洋地区的热带气旋数量显著减少，其中飓风出现的约降低60%，而风暴的平均强度也有小幅降低。
近50年来80%的厄尔尼诺年中国都出现了暖冬,1990年代厄尔尼诺事件频繁发生,中国连续出现暖冬。1951年至2000年之间发生过15次厄尔尼诺事件,14次中国都出现暖冬。相反，当拉尼娜事件发生时，我国温度下降，往往出现冷冬。1951年至2000年发生了11次拉尼娜事件，有8次导致中国出现冷冬。
1950至2000年间的大多数厄尔尼诺年中国夏季主要雨带位于黄河以南地区。1969年长江中下游梅雨持续事件较长，6月下旬到7月中旬多次出现大雨或暴雨，发生严重洪涝。1983年夏季，长江流域梅雨强度与1969年相当，部分地区降水量比常年同期偏多5成到1倍半，新安江水库超过历史最高水位，长江干流水位普遍超过警戒水位。1987年和1991年也都因江淮梅雨持续时间长、降雨强度大而引发洪涝，华北夏季降水显著偏少出现伏旱。1997年的强厄尔尼诺，夏季主要雨带出现在长江以南地区，而北方出现持续高温少雨天气，成为1950至2010年间最为干旱的年份之一，长期干旱使得水资源严重减少，黄河发生了累计220多天的断流事件；1998年由于受到厄尔尼诺的滞后影响以及其他因素的综合作用，长江流域出现了仅次于1954年的特大洪水。
厄尔尼诺年的秋冬季，我国东部容易出现北少南多的降水分布型，即北方大部地区降水比常年减少，南方大部地区比常年增多。
拉尼娜年我国夏季的主要雨带有80%比较偏北，华北到河套一带多雨，只有1954和1974年例外。
厄尔尼诺与我国东北的夏季温度也有一定联系。厄尔尼诺年夏季东北冷空气活动加强，会使我国东北地区夏季气温异常偏低，形成低温冷害，造成粮食减产。1951至2000年间，多数厄尔尼诺事件期间东北地区都出现了夏季低温冷害，特别是1954、1957、1969、1972、1976等范围较大的严重低温冷害年，除了1954年是拉尼娜年外，其余都是厄尔尼诺年。1980至2000年间，我国气温连续异常偏高，低温冷害出现较少，但1983、1986、1987、1991等厄尔尼诺年我国东北任由部分地区气温明显偏低，1992年还出现了明显的冷夏。而1970、1975等东北气温明显偏高形成热夏的年份则是拉尼娜年。
但是，这种相关关系并不完全一一对应，比如厄尔尼诺极强的1997年，东北夏季气温反而异常偏高，说明厄尔尼诺并不是唯一的影响因素。
热带风暴伴随的常常给我国东南沿海地区造成严重灾害，给人们的生命财产带来重大损失，但在我国南方伏旱季节，它优势南方降水的重要来源。厄尔尼诺年赤道东太平洋变暖时，热带西北太平洋则变冷，不利于对流活动的发展，因此热带风暴与台风的数量一般会有所减少，登陆我国的台风数量也比常年偏少。
从1950至2000年间的情况来看，西北太平洋平均每年有29个热带气旋发展成热带风暴与台风，有7个在我国沿海登陆。大多数厄尔尼诺年的热带风暴和台风数为20至26个，登陆数目为3至5个，比多年平均值略少。而多数拉尼娜年热带风暴生成和登陆我国的数目都较多年平均值偏多。
1982/1983年厄尔尼诺事件是仅次于1997/1998年的最强事件，它对全球气候造成的影响非常严重。这次厄尔尼诺事件在全球造成的经济损失至少在130亿美元以上，而由此造成的间接损失更是难以估量。与此次事件有关的主要气候灾害包括：
赤道东太平洋沿岸国家和地区暴雨频繁，洪水不断发生。1982年底到1983年上半年，秘鲁、厄瓜多尔西部连降暴雨，发生史无前例的，洪水、泥石流造成死亡达300余人。厄瓜多尔全国三分之一的土地出现百年不遇的涝灾，农作物及财产损失约2千万美元。秘鲁农作物及财产损失近5千万美元，石油业与渔业损失达4千万美元。阿根廷、巴西南部、巴拉圭连续两年发生罕见的大洪水，约6万人，阿根廷有20万人被洪水围困，几十万公顷农作物被淹，几千公里公被毁，北部一些地区洪水持续达7个月之久。相反，哥伦比亚中部及北部、巴西东北部发生旱灾。
1982年底到1983年上半年，美国南部墨西哥湾地区异常多雨，易斯安娜州和密西西比州部分地区冬春季节总雨量超过常年1.5倍，沿海湾各州洪水泛滥。
厄尔尼诺期间，美国部及其大西洋沿岸地区中部、墨西哥及中美洲发生了大范围的严重干旱。美国部和大西洋沿岸中部降水比常年偏少50%，作物生长区缺水达30%，损失达100多亿美元；墨西哥东北部1982年降水减少50%，玉米产量比高产的1981年减少40%；巴拿马许多测站降水量出现历史最低值，作物生长受到严重影响，人畜饮水困难，船舶因水位低而不能通过运河。1982年夏季，哥斯达黎加和尼加拉瓜农业损失合计达1亿美元。
1982年大西洋和加勒比海在飓风季节却比较平静，热带风暴不超过5个，其中只有2个发展为飓风，为1930年以来最低值；1983年也仅形成4个飓风，较常年显著偏少。相反，在中美洲的西海岸，东北太平洋飓风却较为活跃，1982年9月份的热带风暴袭击危地马拉和萨尔瓦多，共造成1200多人死亡，损失约3.8亿美元，并在墨西哥北部造成225人伤亡，至少造成3000万美元损失，美国西海岸也连续多次遭受风暴袭击。1983年东北太平洋共生成24个热带气旋，而且气旋活动时间长，从5月底一直持续到12月初，自1947年以来首次在12月生成气旋。
东南亚大部分地区出现干旱，印度尼西亚发生1933年以来最为严重的干旱，1982年下半年降水量只有常年的50%，8月和9月印度尼西亚森林大火产生的烟雾使马来西亚能见度降低达6个星期之久，许多天的能见度不超过1~2 km，致使航运中断。1982年11月至1983年6月，菲律宾中部和南部地区的干旱造成农作物减产，损失达1000 万美元。1982年泰国东北部出现了7年来最为严重的干旱，老挝北部也出现了近十年来最为严重的干旱。1983年上半年泰国中部平原降水量只有正常年份的15%；越南高温少雨，出现了较重旱情，缅甸降水也显著偏少。
1982年，印度西北部雨季干旱，作物枯萎，而东部恒河平原出现大面积洪涝，600人丧生，农作物和建筑物损失估计达7亿美元，200万人无家可归；孟加拉国无数人葬身洪水，2.5万人无家可归。1983年前期，印度南部边缘持续缺水，斯里兰卡也因降水偏少作物失收。印度北部和孟加拉国则因连续暴雨再度引发严重洪水。
1982年6月，中国中部和南部一些省份先后发生洪涝，许多建筑物被摧毁。8月，北方地区也受到洪涝影响，黄河出现有记录以来第二个最高水位。1983年，中国南部1~3月降水量为30年来最大值，部分地区洪水泛滥，上半年降水量为1889年以来最大值，5月和8月发生严重洪水。6~7月，长江中下游地区出现暴雨，长江许多测站的水位达到历史最高水平。而中国南部及北部发生夏旱。9~10月中国汉江、黄河、淮河以及长江流域共计6万公顷农田被淹。
1982年6~11月的冬春季节盛行反常的多日照天气。从1982年4月开始干旱，一直持续到1983年，昆士兰北部、新南威尔士、维多利亚及南大部分地区夏季降水量是有气象记录以来的最低值，东南部地区旱情为1860年以来最严重。干旱使农牧业经济损失达到11亿美元，小麦减产一半，东南部火灾频繁，1月发生最大火灾，2月发生了历史上损失最为惨重的火灾，经济损失达4亿美元。北岛东部年初发生干旱，人畜饮水困难，食物短缺。东部发生30年来最为严重的干旱。斐济也发生了历史上最为严重的干旱，主要出口产品糖类作物减产4成。
1982年12月至1983年3月，南部和美国北方大部地区平均气温较常年偏高2~5oC，并经历了近一个世纪以来最为温暖的12月，许多测站打破了最高温度的记录，该月两国共节约取暖费用达16亿美元。
1983年初，亚洲大部分地区异常偏暖，中国北部和朝鲜也异常温暖，、、沈阳、呼和浩特、乌鲁木齐和济南1月下旬气温为30年以来最高值。
日本1982、1983年连续出现冷夏，1982年154个测站中有26个出现了有记录以来的7月最低气温，1983年6月平均气温较常年偏低7.5oC，一些地区作物失收。中国及东部1983年夏季气温也显著偏低。
非洲的干旱较为普遍，其中南部许多国家夏季炎热干旱，连续出现高温天气。1982年12月至1983年2月的降水量不足常年的一般，博茨瓦纳连续两年干旱，谷物产量仅相当于1980~1981年的15%。莫桑比克水和食物短缺，180万人受灾，30万吨粮食受损，使成千人死亡，数万人严重营养不良。赞比亚长时间的干旱使得农作物缺水加剧，经济混乱。干旱造成的粮食大幅度减产，使得非洲南部国家不得不在近代史上首次进口玉米。
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