Mühlethurnen ist eine Ortschaft in der politischen Gemeinde Thurnen im Verwaltungskreis Bern-Mittelland des Kantons Bern in der Schweiz. Bis zum 31. Dezember 2019 war Mühlethurnen eine eigene politische Gemeinde. Am 1. Januar 2020 fusionierte diese mit den Gemeinden Lohnstorf und Kirchenthurnen zur neuen Gemeinde Thurnen. Mit 1426 Einwohnern (Stand 31. Dezember 2019) gehörte Mühlethurnen zu den kleineren Gemeinden des Kantons Bern.

Mühlethurnen liegt auf 573 m ü. M., 12 km nordwestlich der Stadt Thun (Luftlinie). Das Dorf erstreckt sich am unteren Osthang des Längenberges unterhalb von Riggisberg, beidseits des Mülibachs, der hier im Lauf der Zeit einen Schwemmkegel am Hangfuss angelegt hat, leicht erhöht rund 30 m über der Talebene der Gürbe.
Die Fläche des 2,9 km² grossen Gebiets der ehemaligen Gemeinde umfasst einen Abschnitt des mittleren Gürbetals. Der östliche Teil liegt in der landwirtschaftlich intensiv genutzten Ebene des Gürbetals (545 m ü. M.), welche hier fast 2 km breit ist. Die östliche Abgrenzung verläuft ziemlich genau in der Mitte der Talebene. Von hier erstreckt sich Mühlethurnen westwärts über die kanalisierte und begradigte Gürbe und den relativ sanft ansteigenden Hang des Längenbergs bis auf die Höhe der Äusseren Egg, auf der mit 770 m ü. M. der höchste Punkt der Ortschaft erreicht wird. Der Hang von Mühlethurnen wird durch das Erosionstälchen des Mülibachs untergliedert. Von der Gemeindefläche entfielen 1997 18 % auf Siedlungen, 7 % auf Wald und Gehölze und 74 % auf Landwirtschaft; etwas weniger als 1 % war unproduktives Land.
Mühlethurnen besteht aus einem oberen Dorfkern (573 m ü. M.) und einem Bahnhofquartier (549 m ü. M.), einigen Neubauquartieren sowie Hofgruppen und Einzelhöfen. Nördlich und südlich angrenzend sind die Ortschaften Kirchenthurnen und Lohnstorf. Nachbargemeinde im Osten ist Kirchdorf (BE), im Westen Riggisberg.