Se realizó un análisis multifractal basado en la serie temporal de temperatura, presión, humedad relativa, velocidad del viento y dirección del viento para 16 estaciones meteorológicas ubicadas en la cuenca hidrográfica del río Guadalupe en Baja California, México. Nuestro análisis incluyó un conjunto de datos de 38 años de la base de datos MERRA-2, investigamos la naturaleza multifractal de los datos de series temporales diarias para variables climáticas asociadas con los vientos de Santa Ana. Empleamos el método de Análisis de Fluctuaciones Detrendidas Multifracales (MFDFA) para extraer parámetros de complejidad multifractal. Esto fue adecuado para evaluar la multifractalidad de las series temporales que representaban las condiciones de ocurrencia del fenómeno. A partir de la estimación del exponente de Hurst generalizado, fue posible caracterizar las series temporales de las variables meteorológicas en términos de las características de persistencia, anti-persistencia o aleatoriedad. Finalmente, los valores correspondientes a los parámetros y características del espectro multifractal o singularidades pueden ser utilizados como indicadores cuantitativos y cualitativos para describir la dinámica de los procesos meteorológicos durante la ocurrencia de los vientos de Santa Ana en la cuenca de Guadalupe.