La municipalité de Moena est située entre les Dolomites à une altitude comprise entre 1 094 et 2 823 mètres au-dessus du niveau de la mer, tandis que la capitale municipale est située à 1 184 mètres au-dessus du niveau de la mer, couronnée par les Dolomites du Catinaccio (Roda de Vael), Monzoni (Cima Vallaccia, Sas da Pesmeda) et Latemar (Monte Toac, Sas da Ciamp). Au sud, elle est dominée par le massif boisé de Sas da Mezodì, dans le groupe de Viezzena. La commune comprend tout le bassin de l'Avisio entre le hameau de Pezzé, en amont (Rif dal Termen, l'ancienne frontière entre les principautés épiscopales de Trente et Bressanone), jusqu'à la vallée étroite entre Forno et Mezzavalle (hameau de la municipalité de Predazzo) ; Toutefois, la partie supérieure de la vallée du Rif de Costalongia (divisée entre les municipalités de Soraga et Vigo di Fassa) et la majeure partie du droit orographique de la Valsorda (municipalité de Predazzo) sont exclues, tandis que la grande zone de Lusia-Bocche, au-delà du bassin versant de la chaîne homonyme, à Val Travignolo, appartient au territoire moenois. L'extrémité est de la municipalité, au-delà du bassin versant du col San Pellegrino, se trouve dans le bassin du Piave et est baignée par le ruisseau Biois. La capitale est située à la base géographique du Val di Fassa, avant que le ruisseau Avisio ne se jette dans le long tronçon de vallée qui mène au Val di Fiemme ; directement dans le village, le ruisseau reçoit les eaux du Rio San Pellegrino et du Rio Costalunga, qui descendent des cols homonymes.
