Đặc điểm khí hậu:

     Do nằm sát chí tuyến Bắc trong vành đai nhiệt đới Bắc bán cầu, nên khí hậu của phường Ngọc Xuân thành phố Cao Bằng mang tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa. Tuy nhiên do sự chi phối của địa hình và do ảnh hưởng độ cao, nên mang tính chất đặc thù của dạng khí hậu lục địa miền núi cao, mùa hè mát mẻ, mùa đông lạnh hơn so với các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ.

     - Về chế độ nhiệt: Nhiệt độ trung bình năm 21,6oC, nhiệt độ trung bình thấp nhất 16,7 – 18,3oC, nhiệt độ tối cao tuyệt đối 40,5oC (tháng 6), nhiệt độ thấp tuyệt đối 1,3oC (tháng 12), biên độ dao động nhiệt trong ngày 8,4oC. Số giờ nắng trung bình năm đạt 1.568,9 giờ, tổng tích ôn trong năm đạt khoảng 7.000 – 7.500oC.

     - Về chế độ mưa: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa trung bình năm 1.442,7 mm, số ngày mưa trong năm là 128,3 ngày. Lượng mưa trong mùa mưa thường chiếm 70% lượng mưa cả năm và tập trung nhiều vào các tháng 6, 7, 8, tháng 8 là tháng có lượng mưa lớn nhất (đạt 267,1 mm).

     - Về chế độ ẩm: Độ ẩm tương đối, trung bình năm 81%, độ ẩm cao nhất 86%, độ ẩm thấp nhất 36%.

     - Về lượng bốc hơi: Lượng bốc hơi trung bình năm là 1.020,3 mm. Trong các tháng mùa khô (từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau), lượng bốc hơi thường lớn hơn lượng mưa; chỉ số ẩm ướt trong các tháng này thường dưới 0,5 nên gây ra tình trạng khô hạn nghiêm trọng.

     - Về hướng gió chủ đạo: Đông Nam và Nam là hai hướng gió chủ đạo, tốc độ gió mạnh nhất trong các cơn lốc có khi lên tới 40 m/s.

     Với đặc điểm khí hậu ở  phường Ngọc Xuân, thành phố Cao Bằng như trên, cho phép có thể gieo trồng nhiều vụ cây ngắn ngày trong năm, song mưa lớn tập trung trong các tháng mùa mưa thường gây lũ, lở đất và trong mùa khô hệ số ẩm ướt thấp thường gây khô hạn nếu một khi không giải quyết được nước tưới. 

Đặc điểm thủy văn

     Chế độ thủy văn các sông suối ở phường thành phố Cao Bằng phụ thuộc chủ yếu vào chế độ mưa và khả năng điều tiết của lưu vực. Có thể chia thành hai mùa rõ rệt: Mùa lũ và mùa cạn.

     - Chế độ mùa lũ: Mùa lũ trên các sông suối thường bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 10. Lượng nước trên các sông suối trong mùa này thường chiếm 65 – 80% lượng nước cả năm; lưu lượng lớn nhất trên sông Bằng đạt 164 m3/s, trên sông Hiến là 37,4 m3/s. Do chế độ thủy văn trên các sông suối trong mùa lũ như trên và do ảnh hưởng của địa hình lòng máng, nên hàng năm trong mùa mưa vùng ven sông Bằng và sông Hiến thường bị ngập úng, song so địa hình dốc, nên thời gian lũ rút nhanh và không gây hậu quả trầm trọng như lũ lụt ở một số tỉnh miền Trung.

     - Chế độ mùa cạn: Nhìn chung trên địa bàn phường Ngọc Xuân, thành phố Cao Bằng, đỉnh mùa cạn trên các sông suối kéo dài khoảng 3 tháng (từ tháng 1 đến tháng 3).