La situació normal al marge oriental del Pacífic equatorial consisteix en la presència en superfície d’aigües fondes més fredes i riques en elements nutritius, causades pels afloraments costaners, cosa que genera una zona de gran riquesa pesquera. Alguns anys, pels volts de Nadal aquesta situació canvia, l’aigua superficial s’escalfa i l’aflorament d’aigües més riques disminueix o s’atura, de manera que les captures de peix baixen dràsticament; al mateix temps cauen pluges molt intenses sobre la part occidental de l’Amèrica del Sud. Aquesta alteració es coneix des de fa temps com El Niño. La seva rèplica freda, anomenada La Niña, consisteix en el fenomen contrari, l’aflorament costaner s’accentua i les aigües superficials són més fredes del que és normal, cosa que fa que les captures de peix també siguin més grans; d’altra banda, el temps es torna més fred i sec a la costa sud-americana mentre que sobre Indonèsia les pluges són abundants.
Aquests dos fenòmens formen part d’una oscil·lació més àmplia del sistema oceà-atmosfera que té una periodicitat d’entre 2 i 7 anys i es coneix com a ENSO. Tot i que està localitzat al Pacífic, l’ENSO té efectes en altres punts de la Terra que poden estar molt allunyats. Les implicacions econòmiques i socials que hi estan associades són importants i per això els darrers anys s’han destinat molts esforços a millorar la comprensió del fenomen. Entre altres, s’ha desplegat una xarxa d’estacions de mesures hidrogràfiques al Pacífic equatorial que, juntament amb els satèl·lits que mesuren la temperatura i el nivell del mar, han permès observar i estudiar l’oscil·lació completa corresponent a El Niño de 1997-98. Estudis del 2001, que apleguen els valors d’aquest índex durant els darrers mil anys, indiquen que alguns canvis observats durant els últims 25 anys del segle XX són únics des del 1800. L’ENSO tindria un efecte global sobre la climatologia i l’ecologia: en alguns estudis se n'han trobat correlacions de variacions amb episodis de malària, oscil·lacions de la població de mol·luscs i variacions hidrogràfiques. Si bé l’ENSO és clarament l’oscil·lació climàtica més important, cal dir que n'hi ha d’altres com ara la NAO.