人们普遍认为，海洋给大地带来湿润的风和雨。但很少人知道，海洋还与很多自然灾难有关，例如暴雨、洪水、暴风雪、干旱、沙尘暴等等，而这其中的关键是海水温度的异常变化。
20世纪30年代，美国曾发生一场严重旱灾，影响了四分之三的地区，特别是大平原的南部；其间发生的沙尘暴刮走了大平原南部近10亿吨的地表土壤。
为了找到发生干旱的原因，美国气候学家做了广泛的调查，最终发现这一时期太平洋洋面温度比正常值平均低了零点几摄氏度，而大西洋的温度则略高于正常水平。由于海水的温度变化会影响到洋流和大气环流，进而影响到自热带向高纬度地区输送的热量，研究人员设计了一种气候模型，准确地再现了当时的情景。他们在多达50次的反复模拟中发现，这场大干旱的直接原因就是海水温度的异常变化。通常在春夏两季，来自墨西哥湾的湿润气流西行，给美国大平原地区带来雨水。此后，气流到达太平洋，吸收水分后回头东移，再次降甘霖于大地。但如果大西洋海水温度比正常值高，那么海面空气受热上升，形成低气压，使凉爽高压气流向东行，墨西哥湾的湿润气流就会背离美国；如果太平洋海水温度比正常值低，东行到达美国的气流就会比正常年干燥，带来的雨水变少。只要同时出现这两种情况，不管当时其他气候条件如何，都会出现大干旱。此外，1998-2002年间，美国、欧洲南部和亚洲西南部的干旱天气也与东太平洋热带水域温度下降、西太平洋和印度洋水温升高有直接关系。
其实，位于南美秘鲁及厄瓜多尔一带的渔民早就熟悉这一现象，他们用“厄尔尼诺”一词来称呼邻近热带太平洋海域表层海温及海流发生的异常变化。这种现象一般发生在圣诞节期间，东太平洋形成低气压，而西太平洋则形成高气压，使得东风带减弱，甚至转为西风带，于是原来自东向西的太平洋表层海流反向东流，逐渐受热增温后聚于东太平洋海域，热带太平洋表层水温呈现东高西低的状况。聚于东太平洋沿岸的高温海水抑制了深处低温且富含养分的涌升海流，于是大批鱼群改向他处迁移，当地海鸟的数量也随之减少，连带使得鸟粪数量降低，导致该地区渔业和农业均蒙受损失。
除了海水的温度变化外，厄尔尼诺现象还会因造成大气环流及海气热量交换的改变而带来气候异常。热带东太平洋海温异常增高时（目前最强的记录是升高6℃），洋面上空的大气受热上升，经由对流作用形成雨云，导致附近地区降雨增加，发生暴雨及水灾的可能性增加。为了均衡东太平洋的空气上升，海温较低的热带西太平洋上空的大气下降，造成该区域地表气压增加并抑制降雨，导致印尼、菲律宾、·澳大利亚北部发生干旱。
厄尔尼诺现象大约每2～7年发生一次，其周期从开始到衰退前后可达1年半到2年之久，然后像钟摆一样，逐渐回复。有时在回复过程却摆过了头，造成东风带更强，东太平洋的表层水温反而更低，这种与厄尔尼诺现象相反的现象就称之为“拉尼娜”。
研究古代气候的科学家发现，厄尔尼诺现象至少可追溯至200万年以前，但没有像现在这样频繁。最近发生的厄尔尼诺现象可能与大气中的二氧化碳含量及自19世纪以来持续的全球变暖相关。在过去100年来，厄尔尼诺现象共发生了20多次，规模有强有弱。强厄尔尼诺现象会造成全球性气候形态大幅度改变，其中以1982和1997年海温变化最大，导致严重灾害，造成数千人死亡，财物损失达到上百亿美元。