Der Mömmenbach ist ein sandgeprägtes Tieflandsgewässer.

Von den insgesamt rund 7 Kilometern Fließlänge verläuft der Oberlauf  durch die hochwertigen Offenlandbereiche des Truppenübungsplatzes aus Zwergstrauchheiden und feuchten Glockenheidenbeständen.

Der Unterlauf ist dagegen stark durch nah heranrückende Wohnsiedlungs- und Straßenflächen Sennelagers geprägt. Unterhalb der Ortslage sind in Waldbereichen wiederum sehr naturnahe und hochdynamische Strukturen mit Steilufern, Totholz und Sandbänken ausgeprägt.

Etwa auf Höhe der A33 mündet der Mömmenbach in die Thune.