Vi sono diversi parametri che caratterizzano lo stato dell'oceano e dell'atmosfera equatoriali: altezza del livello del mare (SLH), temperatura superficiale marina (SST), pressione a livello del mare, venti di superficie e temperatura sottosuperficiale marina. El Niño cambia il normale andamento di questi parametri.
Il fenomeno di El Niño presenta uno schema spaziale ben definito e una cronologia più o meno continua. I parametri menzionati sopra (SLH, SST, venti, ecc.) vengono analizzati utilizzando la misura della "anomalia", calcolata sottraendo una media standard dalla misura di interesse. Cos'è un'anomalia? Un'anomalia è un andamento insolito di un processo. Ad esempio, per calcolare l'anomalia della temperatura superficiale marina nel mese di dicembre 1997, dobbiamo sottrarre la media delle temperature di tutti i mesi di dicembre di un periodo di riferimento (p.e. gli ultimi vent'anni) dalla temperatura del mese di interesse (p.e. dicembre 1997). Il risultato è espresso da un valore positivo o negativo, dove zero è il valore 'normale'. Se il risultato è positivo, il parametro è insolitamente alto. Se il risultato è negativo, il parametro è insolitamente basso.
Vi sono alcuni indici frequentemente utilizzati per identificare il fenomeno di El Niño e quantificarne l'intensità. Il più comune di questi è rappresentato dalla media delle anomalie della temperatura superficiale marina in aree specifiche. Una di queste aree è la cosiddetta Regione Niño 4, a 160°E-150°O e 5°S-5°N. Un'altra è la Regione Niño 3.4, posta a 5°S-5°N, 120°-170°O.
Un altro indice comunemente utilizzato per identificare il fenomeno di El Niño è l'indice di Oscillazione meridionale (SOI). Il SOI è la differenza normalizzata tra le anomalie di pressione di Tahiti (18°, 150°O) e quelle di Darwin (12°S, 131°E).
Una conclusione tratta dall'analisi degli indici è ad esempio quella che i periodi con un indice Niño-3 elevato presentano un SOI basso e viceversa.
