Phường Cao Xanh có diện tích 7,14 km², dân số năm 1999 là 13443 người,[2] mật độ dân số đạt 1883 người/km².

Phía Bắc giáp phường Hà Khánh, phía Đông giáp phường Cao Thắng, phía Nam giáp phường Trần Hưng Đạo, phía Tây Nam giáp phường Yết Kiêu và phía Tây giáp Vịnh Cửa Lục.