Además de influir en la distribución geográfica de las zonas climáticas del planeta, el océano hace que el clima varíe con arreglo a oscilaciones periódicas en ciclos que van desde algunas semanas hasta varios decenios. Algunos ejemplos son el fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) en el Pacífico tropical —que comprende los fenómenos contrapuestos de El Niño y La Niña—, el dipolo del océano Índico y la oscilación del Atlántico Norte (OAN). Este tipo de oscilaciones se producen cuando las configuraciones cambiantes de temperatura de la superficie del mar, presión atmosférica y viento generan períodos climáticos más cálidos o más fríos, o más húmedos o más secos, de lo normal.
Gracias a la mejora del monitoreo del océano y la atmósfera y a un conocimiento científico más profundo, los expertos pueden determinar y predecir cada vez más esas oscilaciones y ello facilita el pronóstico del clima y el tiempo. Los Centros Regionales sobre el Clima (CRC) y los Foros Regionales sobre la Evolución Probable del Clima (FREPC) de la OMM utilizan esos conocimientos para elaborar pronósticos climáticos estacionales consensuados.