A deux pas du mont Ventoux, Montbrun dresse les façades longilignes de ses maisons à flanc de coteau. Le village, perché à 620 m d'altitude, domine une plaine verdoyante rafraîchie par le Toulourenc et l'Anary et jouit d'un climat sec et doux propice au thermalisme. Ce "monde privilégié" attira l'homme dès la préhistoire mais ce sont les Romains qui exploitèrent les vertus des sources sulfatées-calciques comme en témoigne un canal de captation creusé dans la roche des gorges d'Aulan.
Le village s'organise en trois parties principales qui correspondent à différentes périodes de construction. La basse ville composée de constructions du 19e siècle s'articule autour d'une rue principale le long de laquelle se trouvent commerces et belles demeures. La ville moyenne suit la rampe d'accès abrupte qui conduit à la cité ancienne délimitée par la porte du beffroi, protégeant le rempart du 14e siècle. De l'autre côté de ce dernier, le tissu urbain est composé d'un dédale de calades conduisant vers l'église Notre-Dame, les fontaines environnantes, ou encore l'ancienne porte d'honneur du château dont les vestiges couronnent le village. On peut admirer encore aujourd'hui le corps de logis principal et ses fenêtres à meneaux, agrément de la Renaissance, ainsi que les tours rondes, vestiges des éléments de défense d'une demeure à l'origine fortifiée.