Momçilgrad İlçesinin yüzölçümü 360 kilometre kareden ibarettir. Kırcali, Cebel, Krumovgrad ve Kirkovo İlçeleri ile sınırdaştır. İlçe 49 yerleşim yerinden ibaret olup, bunların birçoğunun nüfusu 200 kişiden azdır. Yunatsi köyünde ise hiç insan yoktur. 752 kişilik nüfusu olan Gruevo ve 478 kişilik nüfusu olan Zvezdel en büyük köylerdir. İlçenin merkezi Momçilgrad kasabasının nüfusu 10 022 kişiden ibarettir.

Arazisi dağlık olan İlçede uzunluğu 40 km ve genişliği 15-22 km?ye varan  Doğu Rodopların Strımni Rid adlı bölümü bulunmaktadır.  Dağın yamaçları ağaçsız ve erozyona uğramış, yer yer toprak kaymasına maruzdur. En yüksek tepeleri şunlardır: Strımni Rid ? 960 m, Dambalı ? 910 ve Kilise tepe ? 871 metre. Bu tepelerden Söğütlü ırmağı ve Burgas çayının kolları kaynamaktadır. İlçenin ortalama deniz seviyesi yüksekliği 444 metredir. Arazinin bu özelliği  yerleşim yerleri arasında ulaşımı güçleştirmektedir.

Yumuşak kıta ile Akdeniz iklimine sahip olan  İlçede ortalama sıcaklık 11 derece ve yıllık ortalama yağış miktarı 650-700 mm?dir.
İlçe  dağ topraklarına sahip olup % 2-4 humus ihtiva eder. Bu topraklar  sınırlı miktarda mineralli kimya elementleri içerir. Üzüm, tütün, meyve ve tahıl bitkileri üretmek için elverişlidir.

Söğütlü ve Nanovitsa ırmakları boyunda aluvial ve deluvial çayır toprakları bulunur.  Sebze ve kenevir üretmek için elverişlidir.

Momçilgrad İlçesinde opal, yaspis, ahat ve diğer yarıkıymetli mineraller bulunur. Bölge çeşitli minaller ve taşlar bakımından zengindir. İzolasyon malzemesi olarak kullanılan perlit yatakları çok önemlidir. Zvezdel köyü civarında kurşun ve çinko cevheri yatakları vardır.

Raven köyü yakınında 36 hektar yüzölçümü olan   Borovets doğa koruma alanı bulunur. Bu alanda  kara çam, Yalancı tüylü meşe, tüylü meşe, dişbudak, gürgen ve fundalıklar vardır.

İlçenin başka görülecek yeri 7,3 hektarlık alanı kaplayan Taşlaşmış ormandır. Dünyada biricik olan bu taşlaşmış ormanda ayaçlar milyonlarca yıl öncesi gibi dikili kalmıştır. Bu ilginç ve ender doğa fenomenleri alternatif turizım için iyi olanaklar sağlamaktadır.

İlçe sınırları içerisinde Studen kladenets barajı?nın 489 milion m3 hacminde bir bölümü bulunur. Momçilgrad İlçesinin başlıca su arteri 98 km uzunluğundaki Söğütlü ırmağıdır. Yıllık ortalama debisi saniyede 19,3 m3?dir. Su toplama havuzu 1203 km karedir. Irmakta yeterli derecede tekir balığı, kara burun balığı ve kefal bulunmaktadır.