Khi vùng biển nhiệt đới trung tâm và phía đông Thái Bình Dương nguội đi dưới mức trung bình, hiện tượng này được gọi là La Niña. Gió mậu dịch mạnh hơn bình thường đẩy nước ấm trên bề mặt về phía tây và tăng cường sự trồi lên của nước lạnh dọc theo đường xích đạo và bờ biển Nam Mỹ.

Nước biển lạnh hơn làm thay đổi sự lưu thông khí quyển. Lượng mưa thường tăng lên ở Indonesia và miền bắc Australia trong khi hạn hán trở nên phổ biến hơn dọc theo bờ biển phía tây Nam Mỹ. Ở Bắc Mỹ, mùa đông La Niña thường mang đến điều kiện lạnh hơn ở phía bắc và thời tiết khô hơn trên khắp miền nam Hoa Kỳ.

Hiện tượng La Niña thường kéo dài từ một đến ba năm và xen kẽ với El Niño và các điều kiện trung tính. Ngành thủy sản, nông nghiệp và quản lý nguồn nước đều phản ứng theo dự báo về một năm La Niña. Nhiệt độ trung bình toàn cầu có xu hướng thấp hơn một chút trong thời kỳ La Niña, mặc dù xu hướng ấm lên dài hạn vẫn tiếp tục.

Việc theo dõi nhiệt độ bề mặt biển cung cấp dấu hiệu sớm về các hiện tượng đang diễn ra.