南方涛动指数根据沃克的南方涛动理论，科学家选取塔希提站代表东南太平洋，选取达尔文站代表印度洋与西太平洋，应用数理统计的方法将两个测站的海平面气压差值进行处理后得到了一个用于衡量南方涛动强弱的指数，称为南方涛动指数（Southern Oscillation Index），用SOI来表示。这个指数有效地反映了太平洋东西两侧气压增强和减弱的演变情况。当这个指数为正值时，表明塔希提比达尔文气压偏高的程度超过了正常情况，也就是东西太平洋气压差增大；当这个指数为负值时，则表明东西太平洋气压差减小。当负值极其低时，两地的气压则可能已发生了逆转，也就是达尔文站实际气压超过了塔希提站。
南方涛动指数(SOI),气象学上用南太平洋大溪地与达尔文两地的气压差来衡量,反映了厄尔尼诺现象的活跃程度.具体关系是:南方涛动指数出现持续性的负值,该年有厄尔尼诺现象。相反地,如果南方涛动指数出现持续性的正值,该年有反厄尔尼诺现象也就是拉尼娜现象。
式中：PT 代表赤道东太平洋海平面气压；PD 代表印度尼西亚海平面气压。当赤道东太平洋气压高，而印度尼西亚气压低时，称为高指数，即南方涛动强。此时赤道东太平洋海温低，副高偏强，降水少，而印度尼西亚海温高，东南季风强，降水多且集中。相反，则称为低指数，即南方涛动弱。此时东南季风减弱，赤道东太平洋及沿海冷水上涌减弱，海面表层增温，副高偏弱，出现厄尔尼诺现象。高指数时期，从副热带到中纬度气压偏高，热带气压偏低，
副热带高压北移。南方涛动的影响通过哈得莱环流，可由赤道太平洋延伸到中纬度地区。
科学界表达南方涛动，是用塔西提岛（148°05'W，17°53'S）或复活节岛（109°30'W，29°00'S）和达尔文（130°59'E，12°20'S）两个观测站的海平面气压之差来表示，即南方涛动指数（SOI），等于塔西提岛减去达尔文的海平面气压。SOI的大小表示南方涛动的强弱。SOI为负数，对应厄尔尼诺事件：反之，SOI为正数，则对应拉尼娜事件。SOI变化与厄尔尼诺的发生有着很好的对应关系，二者联系密切。
这个指数有效地反映了太平洋东西两侧气压增强和减弱的演变情况。当这个指数为正值时，表明塔希提比达尔文气压偏高的程度超过了正常情况，也就是东西太平洋气压差增大；当这个指数为负值时，则表明东西太平洋气压差减小。当负值极其低时，两地的气压则可能已发生了逆转，也就是达尔文站实际气压超过了塔希提站。
SOI与一系列气候异常事件有着明显的对应关系，当达尔文站气压偏高时，澳洲及印尼容易发生干旱：当塔西提岛气压下降时，赤道中太平洋降水增加。气压变化引起风向风速变化以及海表层水团移动，进而影响到沿岸涌升和海洋鱼群位置变化。