Klimat Osiedla Witosa w niewielkim stopniu różni się od warunków klimatycznych panujących w całych Katowicach. Jest on modyfikowany zarówno przez czynniki klimatotwórcze, jak i lokalne, a także przez działalność człowieka. Średnia roczna temperatura w wieloleciu 1961–2005 wynosiła +8,1 °C. Najcieplejszym miesiącem jest lipiec (+17,8 °C), a najchłodniejszym styczeń (–2,2 °C). Średnia roczna suma opadów w skali roku w wieloleciu 1951–2005 wynosiła 713,8 mm. Średni czas zalegania pokrywy śnieżnej wynosi 60–70 dni, a okres wegetacyjny trwa średnio 200–220 dni. Charakterystyczne są tu wiatry słabe, o prędkości nieprzekraczającej 2 m/s, wiejące z kierunku zachodniego.

Powierzchnia Osiedla Witosa położona jest w całości w dorzeczu Wisły, w zlewni Rawy. Jest natomiast pozbawiona cieków wodnych oraz większych akwenów – jedyny większy zbiornik wodny – Kozubek, znajduje się przy ul. Obroki. Jest to zbiornik pochodzenia antropogenicznego po kopalni „Kleofas”.