El municipio de Moena está situado entre los Dolomitas a una altitud entre 1.094 y 2.823 metros sobre el nivel del mar, mientras que la capital municipal se encuentra a 1.184 metros sobre el nivel del mar, coronada por los Dolomitas de Catinaccio (Roda de Vael), Monzoni (Cima Vallaccia, Sas da Pesmeda) y Latemar (Monte Toac, Sas da Ciamp). Al sur está dominada por la masa boscosa de Sas da Mezodì, en el grupo de Viezzena. El municipio comprende toda la cuenca del Avisio entre la aldea de Pezzé, aguas arriba (Rif dal Termen, antigua frontera entre los principados obispales de Trento y Bressanone), hasta el estrecho valle entre Forno y Mezzavalle (aldea del municipio de Predazzo); Sin embargo, la parte superior del valle del Rif de Costalongia (dividido entre los municipios de Soraga y Vigo di Fassa) y la mayor parte del derecho orográfico de Valsorda (municipio de Predazzo) están excluidos, mientras que la gran zona de Lusia-Bocche, más allá de la cuenca de la cadena homónima, en Val Travignolo, pertenece a la zona de Moenese. El extremo oriental del municipio, más allá de la cuenca del paso San Pellegrino, se encuentra dentro de la cuenca del Piave y es bañado por el arroyo Biois. La capital está situada en la base geográfica del Val di Fassa, antes de que el arroyo Avisio se introduzca en el largo tramo de valle que conduce al Val di Fiemme; justo en el pueblo, el arroyo recibe las aguas del río San Pellegrino y del río Costalunga, que descienden de los pasos homónimos.
