МОМЧИЛОВЦИ е разположено в югоизточните склонове на Перелико-Преспанския дял от Централните Родопи. Реките Малка Арда и Бяла, които водят началото си от Радюва планина, с горното си течение ограждат селото. И точно тук в дъното на този някогашен басейн, върху неговите пясъчни утайки, сред ридове и бърда съвсем естествено са плъзнали по склоновете момчиловските къщи.
Когато пътник преминава прохода Рожен, той вижда просналата се с цялото си величие родопска панорама на Ардинската долина, а в подножието на прохода е село Соколовци. На 10 минути път от него, сгушени зад „Ляската”, скрити от роженския вятър, надзират белокаменните къщи на селото. Само големите корпуси на бившите кооперативи сгради показват, че в хълбоците на планинската земя има голямо селище.
Не така изглежда Момчиловци, когато идваме по шосето от поречието на Малка Арда - Петково, Славейно.Още от местността Друма, то изведнъж изпъква със своята прелест. Като от птичи поглед се разкриват зелените върхари, оградни ридове и дълбоки долове. А сред тях трите пирамидални хълма „Св. Димитър”, „Св. Илия”, „Св. Атанас”, скътват в своите подножия селото и като страж пазят домовете на заселниците.
Непосредствени съседни селища на Момчиловци са Соколовци /3км./, Кутела /10км./, Виево /7км./, Чепеларе /12км./, Лъки /27км./
Селото се намира на 240 км. от София, 80 км. от летище Пловдив, 14 км. от областния град Смолян и на същото разстояние от световноизвестния ски курорт Пампорово.На 6 км. югозападно по права линия се извисява най-високия връх в Родопите – Голям Перелик - един от 100-те Национални туристически обекта. Роженската седловина е разположена на 4км. западно от селището. На 3км. югоизточно пък е поречието на р. Бяла. Чрез добре асфалтирани пътища Момчиловци е свързано с всички околни села.

