Le village de Mortagne occupe un contrefort vallonné du massif des Vosges. L'habitat y est très dispersé. Les lieux-dits principaux sont L'Orme, le Bout du Dessus, le Bout du Milieu et le Bout du Dessous. La vallée du Mossoux, affluent droit de la Mortagne qui borde la commune au nord, est restée très sauvage : la dernière ferme, desservie par la route, en amont est ainsi dénommée Le bout du monde.