Der er flere parametre, der kendetegner tilstanden for havet omkring Ækvator og atmosfæren: havoverfladens højde (SLH), havoverfladens temperatur (SST), lufttrykket ved havoverfladen, overfladevinde samt temperaturen under havets overflade. El Niño ændrer disse parametres forventede adfærd.
Fænomenet El Niño har et meget veldefineret rumligt mønster og en mere eller mindre kontinuerlig tidsskala. Ovennævnte parametre (SLH, SST, vinde osv.) analyseres ved hjælp af værdien for "anomalien", der beregnes ved at trække et standardgennemsnit fra den pågældende parameters værdi. Hvad er en anomali? En anomali er en usædvanlig adfærd for en proces. Hvis man for eksempel skal beregne temperaturanomalien for havoverfladen i december måned 1997, skal man trække temperaturgennemsnittet for alle december måneder i en referenceperiode (f.eks. de sidste 20 år) fra den pågældende måned (f.eks. december 1997). Resultatet udtrykkes i positive eller negative værdier, hvor nul er "normalværdien". Hvis resultatet er positivt, er parameteren unormalt høj. Hvis resultatet er negativt, er parameteren unormalt lav.
Der findes nogle ofte anvendte indekser til identifikation af et El Niño fænomen og til at kvantificere dets intensitet. Det mest brugte af disse indekser er gennemsnittet af anomalier i havoverfladens temperatur i specifikke områder. Et af disse områder er den såkaldte Niño 4 region, mellem 160°Ø-150°V og 5°S- 5°N. Et andet område er Niño 3.4 regionen, mellem 5°S-5°N, 120°-170°V.
Et andet indeks, der ofte anvendes til identifikation af El Niño fænomenet, er indekset for sydlig oscillation (Southern Oscillation Index = SOI). SOI er den normaliserede forskel mellem trykanomalierne ved Tahiti (18°, 150°V) og ved Darwin (12°S, 131°Ø).
For eksempel kan en konklusion udledt af analysen af indekserne være, at perioder med et højt Niño-3 indeks har et lavt SOI og omvendt.
