Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có ảnh hưởng của tiểu vùng khí hậu miền núi cao.
Kết quả quan trắc tại trạm khí tượng Minh Đài từ năm 1960 đến nay cho thấy: Nhiệt độ trung bình từ 220C-230C/năm, tổng nhiệt 8.3000C-
8.5000C/năm. Mùa lạnh có gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ bình quân dưới 200C, tháng 1 nhiệt độ thấp nhất xuống đến 30C, có năm xuất hiện lạnh giá, sương muối do ảnh hưởng của tiểu vùng khí hậu núi cao. Mùa nóng ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam, nhiệt độ trung bình trên 250C, nóng nhất là tháng 6 và 7 (280C), vào các tháng 4, 5, 6 và 7 thường xuất hiện gió Tây, khô nóng, nhiệt độ lên tới 39 400C, lượng bốc hơi trên 70-80 mm, độ ẩm hạ xuống thấp tuyệt đối 14%.
Lượng mưa trung bình đạt 1.826 mm/năm, chiếm gần 90% vào mùa mưa (từ tháng 410), cao nhất là tháng 8, 9 và thường kèm theo mưa bão lớn, gây lũ và lụt lội. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, chiếm dưới 10% tổng lượng mưa trong năm, nhưng hạn hán ít xảy ra vì có mưa phùn nhiều. Độ ẩm không khí bình quân 86%. Lượng bốc hơi 653mm/năm. Sương muối thường xuất hiện vào mùa Đông và những ngày nhiệt độ dưới 50C, kéo dài vài ba ngày, ảnh hưởng rất lớn đến cây trồng. Mô đun dòng chảy gần 40l/s/km2. Dòng chảy cực tiểu khoảng 67 l/s/cm2. Lưu vực Sông Bứa khá rộng, địa hình lưu vực lại thuận lợi cho việc xây dựng các hồ thuỷ lợi để phục vụ sản xuất nông nghiệp.