在正常状况下，北半球赤道附近吹东北信风，南半球赤道附近吹东南信风。信风带动海水自东向西流动，分别形成北赤道洋流和南赤道暖流。从赤道东太平洋流出的海水，靠下层上升涌流补充，从而使这一地区下层冷水上泛，水温低于四周，形成东西部海温差。但是，一旦东南信风减弱，就会造成太平洋地区的冷水上泛减少或停止，海水温度就升高，形成大范围的海水温度异常增暖。而突然增强的这股暖流沿着厄瓜多尔海岸南侵，使海水温度剧升，冷水鱼群因而大量死亡，海鸟因找不到食物而纷纷离去，渔场顿时失去生机，使沿岸国家遭到巨大损失。
研究发现，厄尔尼诺事件的发生与地球自转速度变化有关，自50年代以来，地球自转速度破坏了过去10年尺度的平均加速度分布，一反常态呈4～5年的波动变化，一些较强的厄尔尼诺年平均发生在地球自转速度发生重大转折年里，特别是自转变慢的年份。地转速率短期变化与赤道东太平洋海温变化呈反相关，即地转速率短期加速时，赤道东太平洋海温降低；反之，地转速率短期减慢时，赤道东太平洋海温升高。这表明，地球自转减慢可能是形成厄尔尼诺现象的主要原因。
当地球自转减速时，“刹车效应”使赤道带大气和海水获得一个向东惯性力，赤道洋流和信风减弱，西太平洋暖水向东流动，东太平洋冷水上翻受阻，因暖水堆积而发生海水增温、海面抬高的厄尔尼诺现象。
厄尔尼诺现象对农业的影响
厄尔尼诺造成的破坏在农业方面主要体现在农产品的市场，受灾最大的农作物通常是棕榈油、可可、咖啡和甘蔗稻米以及小麦等。其中经济作物明显受到厄尔尼诺影响减产严重，像是小麦，欧盟27国、美国和加拿大的减产非常明显，而中国、印度和俄罗斯去年的减产率也是比较高的，从去年五月开始，厄尔尼诺事件一直在持续发展的过程中，预计这次厄尔尼诺事件将持续到秋季达到中等以上的强度，昨天根据国家气候中心的分析，当前监测指标的确是达到了本次厄尔尼诺事件发生的最高值，但强度上来说还是比历史上最强的1998年那次稍微弱一点，在那次事件中赤道中东太平洋气温一度偏高了2.5度，远超目前的1.3度，另外受厄尔尼诺的影响今年夏天我国北方气温将会偏高，但不会出现大范围长时间的极端高温，华北大部和西北地区东部发生重旱的概率比较大，华北地区可能会迎来高温酷暑天气但持续的时间不会长，而在长江中游到江南西部，松花江流域的汛情也可能比较重，所以在农业方面会受到一定的影响。
