Muldenhammer liegt im sächsischen Vogtlandkreis, wo sich die Gemeinde entlang der oberen Zwickauer Mulde und ihrer Nebenflüsse Kleine und Große Pyra erstreckt. Die Landschaft ist vor allem von ausgedehnten Wäldern wie dem Auerbacher Wald geprägt, während im Osten tiefere Täler das Relief bestimmen. Einstige Torfstiche und Moorwiesen ergänzen das Bild, das vom Übergang zwischen Vogtland und Westerzgebirge geprägt ist.
Die Gemeinde entstand durch den Zusammenschluss dreier Orte, die bereits seit 1994 im Verwaltungsverband Waldgebiet Vogtland zusammenarbeiteten. Der Name Muldenhammer erinnert an die historische Eisenverarbeitung in Hammerwerken an der Zwickauer Mulde, darunter ein Muldenhammer in Rautenkranz, das 1834 seinen Betrieb einstellte. Ein Pionierlager der Maxhütte Unterwellenborn in Gottesberg bot während der DDR-Zeit Kindern von Betriebsangehörigen Erholung.
Besondere Anziehungspunkte sind die Deutsche Raumfahrtausstellung und das Besucherbergwerk Grube Tannenberg. Ein historischer Hochofen in Morgenröthe, das Vogtländisch-Böhmische Mineralienzentrum am Schneckenstein und das Herrenhaus in Tannenbergsthal zählen zu den Sehenswürdigkeiten. Persönlichkeiten wie der erste deutsche Kosmonaut Sigmund Jähn oder der Erfinder der Konzertina, Carl Friedrich Zimmermann, haben hier gewirkt.