La morfologia del territorio di Mombaroccio è prevalentemente collinare, fatta eccezione di una modesta zona pianeggiante corrispondente alla piana alluvionale del torrente Arzilla.
Geologicamente il territorio può essere suddiviso in due zone, una a nord del crinale di Villagrande, con una conformazione prevalentemente argillosa, e l'altra a sud di detto crinale, che invece presenta una conformazione costituita principalmente di arenarie.

La parte di territorio sita a nord di Villagrande si presta, data la configurazione pianeggiante, allo sfruttamento agricolo intensivo; la parte sita a sud, prevalentemente collinare, è destinata principalmente a bosco, pascolo ed agricoltura non intensiva.
Il territorio circostante la frazione di Montegiano, che tra l'altro gravita sul bacino del fiume Metauro, presenta caratteristiche agricole diverse dovute alla presenza di notevoli piantagioni di ulivo.

A 2 km dal Capoluogo, su una collina, si trova un'interessante area boschiva di circa 5 ettari denominata Bosco del Beato Sante, composta principalmente da alberi autoctoni quali Roverella, Carpino nero, Orniello, Acero campestre, ecc.; questa area circonda l'omonimo Santuario, meta di pellegrinaggi e tappa significativa per i fedeli.

Nella zona pianeggiante a ridosso del torrente Arzilla si sviluppa una zona industriale, avvantaggiata dal trovarsi a pochi chilometri sia da Pesaro che da Fano e dagli accessi all'Autostrada A14.

Le frazioni di Mombaroccio sono Villagrande, Cairo, Passo Beato Sante e Montegiano.
A Montegiano si trovano i ruderi di un castello (sec. XIV).