Die Gemeinde liegt im Odenwald etwa 25 km nördlich von Heidelberg und rund 30 km nordöstlich von Mannheim. Sie befindet sich an der B 38 und wird von der Weschnitz und dem namensgebenden Mörlenbach durchflossen. 

Die nachweisbare geologische Geschichte Mörlenbachs beginnt mit der Bildung des Bergsträßer Odenwalds, der sich als westlicher Teil des Kristallinen Odenwalds von Darmstadt bis Heidelberg erstreckt. In weiterer Eingrenzung liegt Mörlenbach im Gebiet des sogenannten Weschnitzplutons (ein Granodiorit). Daran grenzen (im östlichen Teil der Kerngemeinde und in den Ortsteilen Weiher und Ober-Mumbach) der Trommgranit sowie (v. a. um Vöckelsbach) eine Mischzone aus metamorphen Gesteinschollen an, von Granitoiden durchdrungen bzw. umgeben. Diese Formationen wurden verursacht durch große Bewegungen der Erdkruste in zwei verschiedenen Erdzeitaltern.^[2]

• Die Granodiorite und Biotitgranite sind im Erdaltertum (Paläozoikum) entstanden bzw. aus Altbeständen umgeformt worden. Die Größe und Verteilung der Kontinente war zu dieser Zeit ganz anders als heute:^[3] „Mitteleuropa“ lag in einem Ozean-Gebiet südlich des Äquators und bestand aus kleinen Kontinenten. Damals driftete durch die Kontinentalverschiebung ein Südkontinent auf einen Nordkontinent zu. Dadurch kollidierten^[4] die dazwischen liegenden „mitteleuropäischen“ Zwerg-Kontinente und in der Devon– und Karbon-Zeit (vor etwa 380–320 Mio. Jahren) erhob sich auf und zwischen ihnen das variszische Gebirge, zu dem der Odenwald zählt:^[5] Infolge der Zusammenschiebungen (Subduktion) wurden einmal die alten Gesteine tief in die Erdkruste versenkt und in dem oberen Erdmantel in ca. 15 Kilometer Tiefe aufgeschmolzen, zum Zweiten langsam – zusammen mit Magmagesteinen – zurück in die Erdkruste hochgedrückt, wo sie im Laufe von 60 Mio. Jahren allmählich abkühlten und auskristallisierten. Heute stecken im Bergsträßer Odenwald die Granite und Diorite als mächtige Intrusionskörper zwischen den Altbeständen, die zu Schiefern und Gneisen metamorph überformt wurden. Der Weschnitzpluton als größter einheitlicher Granodiorit-Verband des Bergsträßer Odenwalds entstand im Unterkarbon vor etwa 333 bis 329 Mio. Jahren. Der vor ca. 320 Mio. Jahren nachdringende Trommgranit verschweißte den Bergsträßer mit dem 50 Mio. Jahre älteren östlichen Böllsteiner-Gneis-Odenwald. Im Gebiet Weiher-Vöckelsbach entwickelte sich eine Mischzone mit granitischen Gesteinen und umgewandelten Altbeständen, z. B. Biotit-Plagioklas-Gneis-Schollen – früher als Amphibolit bezeichnet. Bei diesen tektonischen Prozessen rissen immer wieder in den Gesteinsmassen Spalten auf, in welche Schmelzen eindrangen und dort zu Ganggesteinen auskristallisierten, beispielsweise die Kersantit-Gänge auf der Juhöhe. Ältere Granodioritbestände wurden durch jüngere aplitartige Granite durchtrümmert (Bonsweiher – Ober-Liebersbach).

• Viele Millionen Jahre später – das variszische Gebirge war durch Verwitterung bereits bis zu seinem Rumpf abgetragen – kam es in Mitteleuropa wieder zu starken Bewegungen in der Erdkruste: In Verbindung mit einer Rift-Zone vom Mittelmeer bis an die Nordsee brach – im Tertiär vor ca. 45 Mio. Jahren – der Oberrheingraben ein. In der Folge zerlegten viele Kreuz- und Querklüfte das Gebiet des heutigen Odenwaldes in Gebirgsblöcke und Gräben. Im Weschnitztal führten Scherbewegungen der sich gegeneinander verschiebenden Gesteinsmassen – in den sogenannten Mylonitzonen – zu einer Zertrümmerung der Granitgesteine – wie im östlichen Teil Mörlenbachs in Richtung Nieder-Mumbach. Einige Spalten im Mörlenbacher Raum füllten sich mit Quarz– und Schwerspatlösungen, z. B. an der Panoramastraße in Richtung Nieder-Mumbach oder am Steinböhl in Klein-Breitenbach. Durch ein, die Verwitterung und Abtragung begünstigendes, warmfeuchtes Tertiär-Klima und fluviatile Ausräumung des Hangschutts schnitt sich die Weschnitz tief ins Gelände ein, ebenso zersägten die Bäche der Seitentäler bei Mörlenbach die Bergmassive, deren obere Partien sich durch Risse in Blöcke teilten, die anschließend durch Chemische Verwitterung kugelförmige Felsburgen und -meere bildeten (Wollsackverwitterung), z. B. auf der Juhöhe.
• In der nachfolgenden Eiszeit herrschte im Odenwald ein Permafrost-Klima. D. h. der Boden war ständig tief gefroren. Bei Erwärmung (Ende der Eiszeit) taute die obere Schicht auf, die vom Schutt befreiten Gesteine rutschen auf dem noch gefrorenen Untergrund hangabwärt. So bildete sich aus dem Rumpf des variszischen Gebirges das heutige typische Mittelgebirgs-Landschaftsbild des weiträumigen – wie ein transmontanes Becken wirkenden – Weschnitztals und seiner Bergketten.

Zeugen der geologischen Vergangenheit sind^[6]:

• historisch: Schwerspatabbau (Baryt) Nieder-Mumbach (um 1900)
• Amphibolitsteinbruch (s. o.: Biotit-Plagioklas-Gneis-Schollen) bei Mackenheim in Richtung Vöckelsbach
• ehemalige Granodiorit-Steinbrüche z. B. bei Bonsweiher in Richtung Juhöhe
• Ansammlungen großer Granodioritblöcke auf der Juhöhe – durch Wollsackverwitterung und Abtragung des Verwitterungsschuttes entstanden
• Quarz-Baryt-Blöcke am Steinböhl in Klein-Breitenbach

Mörlenbach grenzt im Norden an die Gemeinde Rimbach, im Osten an die Gemeinden Wald-Michelbach und Abtsteinach, im Süden an die Gemeinde Birkenau, im Westen an die Stadt Hemsbach und die Gemeinde Laudenbach (beide Rhein-Neckar-Kreis in Baden-Württemberg) sowie im Nordwesten an die Stadt Heppenheim.

Mörlenbach besteht zunächst aus dem gleichnamigen Hauptort, in dessen Gemarkung sich die Weiler Klein-Breitenbach, Groß-Breitenbach, Bettenbach und Nieder-Mumbach befinden. Ferner gehören zur Gemeinde die im Nordwesten gelegenen Ortsteile Ober-Liebersbach und Bonsweiher mit der Siedlung Juhöhe, im Südosten die Ortsteile Weiher, Vöckelsbach und Ober-Mumbach mit den Weilern Geisenbach und ganz im Süden Rohrbach.

Leicht im Gegensatz dazu sind die Ortsbezirke mit zu wählenden Ortsbeiräten wie folgt abgegrenzt (in Klammern die Anzahl der Mitglieder des Ortsbeirates):^[7]

• Bonsweiher: ehemalige Gemeinde Bonsweiher (7)
• Mörlenbach-Mitte: Gemeindegebiet Mörlenbach ohne „Nieder-Mumbach“ (7)
• Ober-Liebersbach: ehemalige Gemeinde Ober-Liebersbach (5)
• Ober-Mumbach: Gebiet der ehemaligen Gemeinde Ober-Mumbach und Wohnplatz „Nieder-Mumbach“ der Gemarkung Mörlenbach (7)
• Vöckelsbach: ehemalige Gemeinde Vöckelsbach (5)
• Weiher: ehemalige Gemeinde Weiher (7)