Υπάρχουν αρκετές παράμετροι που χαρακτηρίζουν την κατάσταση του ωκεανού και της ατμόσφαιρας του Ισημερινού: το ύψος της στάθμης της θάλασσας (ΥΣΘ), η θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας (ΘΕΘ), η πίεση της στάθμης της θάλασσας, οι επιφανειακοί άνεμοι και η υποθαλάσσια θερμοκρασία. Το φαινόμενο Ελ Νίνο αλλάζει την αναμενόμενη συμπεριφορά αυτών των παραμέτρων.
Το φαινόμενο Ελ Νίνο έχει ένα καλά καθορισμένο χωρικό πρότυπο και, λίγο έως πολύ, ένα συνεχόμενο διάγραμμα χρόνου. Οι παράμετροι που αναφέρθηκαν παραπάνω (ΥΣΘ, ΘΕΘ, άνεμοι, κτλ.) αναλύονται με τη μέτρηση της «ανωμαλίας» που υπολογίζεται εάν αφαιρέσουμε μια στάνταρ μέση τιμή από τη μέτρηση ενδιαφέροντος. Τι είναι μια ανωμαλία; Μια ανωμαλία είναι μια ασυνήθιστη συμπεριφορά της διαδικασίας. Για παράδειγμα, προκειμένου να υπολογίσουμε μια ανωμαλία της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας για το Δεκέμβριο 1997, πρέπει να αφαιρέσουμε τη μέση τιμή όλων των μηνών του Δεκεμβρίου μιας περιόδου αναφοράς (π.χ. κατά τη διάρκεια των τελευταίων είκοσι χρόνων) από τον εν λόγω μήνα (π.χ. Δεκέμβριος 1997). Το αποτέλεσμα εκφράζεται σε θετικές ή αρνητικές τιμές, όπου το μηδέν είναι η «κανονική» τιμή . Εάν το αποτέλεσμα είναι θετικό, η παράμετρος είναι μη φυσιολογικά υψηλή. Εάν το αποτέλεσμα είναι αρνητικό, η παράμετρος είναι μη φυσιολογικά χαμηλή.
Υπάρχουν ορισμένοι δείκτες που χρησιμοποιούνται συχνά για τον προσδιορισμό του φαινομένου Ελ Νίνο και της έντασής του. Ο πιο συνηθισμένος από αυτούς τους δείκτες είναι οι μέσες τιμές των ανωμαλιών της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας σε ειδικές περιοχές. Μία από αυτές τις περιοχές είναι η λεγόμενη Περιοχή Νίνο 4, που βρίσκεται 160°Α-150°Δ και 5°Ν- 5°Β. Μια άλλη είναι η Περιοχή Νίνο 3.4, που βρίσκεται 5°Ν-5°Β, 120°-170°Δ.
Επίσης υπάρχει ένας άλλος δείκτης που χρησιμοποιείται συχνά για την αναγνώριση του φαινομένου Ελ Νίνο, ο οποίος είναι ο δείκτης Νότιας Ταλάντωσης (ΔΝΤ). Ο ΔΝΤ είναι η κανονικοποιημένη διαφορά μεταξύ των ανωμαλιών πίεσης της Ταϊτής (18°, 150°Δ) και αυτών του Ντάρβιν (12°Ν,131°Α).
Ένα συμπέρασμα που προκύπτει από την ανάλυση αυτών των δεικτών είναι, για παράδειγμα, ότι οι περίοδοι με υψηλό δείκτη Νίνο 3 έχουν χαμηλό ΔΝΤ και το αντίστροφο.
