Quels sont les critères météorologiques qui définissent l'été des Indiens et à quelles conditions peut-on parler d'un été des Indiens? Les spécialistes s'entendent généralement pour dire que ce phénomène climatique est aléatoire : il ne se produit pas nécessairement chaque année; par contre, il peut arriver qu'au cours d'un même automne, deux ou trois étés des Indiens se produisent successivement. Quoi que le retour annuel soit fréquent mais non constant, plusieurs auteurs considèrent ce phénomène comme une singularité climatique.
Ce qui caractérise l'été des Indiens c'est la température clémente durant le jour et froide la nuit, accompagnée en général de brume matinale. Cette période est souvent ensoleillée ce qui occasionne une chaleur au-dessus des normales de saison (environ 18°C et +) et il y a peu de précipitations. Pour être considéré comme un «deuxième été», sa durée minimale doit être au moins de trois jours consécutifs et réunir certains critères. Le phénomène doit survenir après une période de froid et de gel afin de marquer la limite avec la vraie saison d'été. Malgré ces constantes, l'été des Indiens demeure pour les scientifiques une perception subjective, empreinte de savoir populaire, dont les critères varient en fonction de la zone géographique, de la différence de température selon l'altitude et de l'effet de l'îlot de chaleur urbain par rapport à la campagne.
Les causes météorologiques qui donnent naissance à l'été des Indiens sont essentiellement le fait de la présence d'anticyclones provenant du sud qui stagnent au-dessus de certaines régions et qui se déplacent très lentement. Ces zones de haute pression occasionnent un ciel dégagé, des vents légers, des températures chaudes le jour et froides la nuit ainsi qu'une brume matinale qui se produit à cause de la condensation au sol.
Connue autrefois comme une période relativement heureuse et attendue avec enthousiasme, l'été des Indiens comporte de nos jours des connotions plus néfastes. Dans les grandes concentrations urbaines, la stagnation d'une masse d'air (anticyclone) favorise la création d'un écran de smog dense. L'absence de ventilation empêche la dispersion des polluants dans l'atmosphère et augmente ainsi le taux de pollution. D'autre part, l'absence de précipitations durant cette période engendre aussi le risque de feux de forêts augmenté par l'accumulation de feuilles mortes au sol et la sécheresse générale du sol.