正常年份中，在赤道太平洋區(qū)域，由于西太平洋暖池水溫最高，東太平洋水溫最低，因此西太平洋盛行上升氣流，升到高空后向東流去，到達低溫的東太平洋后轉(zhuǎn)向下沉，然后在海面上以東風(fēng)形式返回西太平洋。這樣，便構(gòu)成了一個東西向的大氣環(huán)流圈，氣象學(xué)上稱作“沃克環(huán)流圈”。

該環(huán)流圈異常是引起厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象的原因。

它是存在于赤道附近低緯度地帶東西向的熱力直接環(huán)流。首先由J.皮耶克尼斯在1969年提出，他認(rèn)為這和早先G.T.沃克所稱的南方濤動有聯(lián)系（見大氣活動中心）。  　　

在東太平洋赤道區(qū),由于秘魯寒流帶來了冷海水,又由于東風(fēng)所引起的厄瓜多爾和秘魯沿岸的海水上翻，形成了一條從南美西岸沿赤道向西伸延的冷水舌，致使赤道區(qū)太平洋西部和東部之間，出現(xiàn)很大的溫度差異：就多年平均來說，西太平洋和印度尼西亞地區(qū)海水的水溫較秘魯沿岸水溫約高 8°C以上。這樣，通過海洋對大氣的加熱作用，就使暖空氣在西太平洋和印度尼西亞一帶上升到高層之后，一部分向東流動，到達中、東太平洋冷水區(qū)上空下沉，在低層轉(zhuǎn)而向西流動，形成了一個熱力直接環(huán)流。這就是太平洋地區(qū)的沃克環(huán)流。 　　

西太平洋和印度尼西亞地區(qū)的溫度，每年變化雖然很小，但由于東南信風(fēng)有強有弱，加上每年秘魯冷洋流和海水上翻的強弱不同,冷水舌強度和西伸程度不同,因此沃克環(huán)流的強度和位置相應(yīng)地有變化。據(jù)研究，這種變化對中國南部降水量的多寡有一定的影響。  　　

事實上，在赤道附近的大西洋和印度洋地區(qū)，也都有沃克環(huán)流。大西洋和太平洋的沃克環(huán)流方向相同。印度洋上由于東暖西冷的海溫分布，其沃克環(huán)流的方向和太平洋相反：暖空氣在印度尼西亞島嶼和東印度洋一帶上升，到高層向西流動，在西印度洋下沉，到低層之后再向東流。