Η Μικροσπηλιά βρίσκεται βορειοανατολικά του νομού Άρτας, στους πρόποδες των Τζουμέρκων και σε υψόμετρο 720μ. Aπέχει 47 χλμ από την Άρτα (γέφυρα Τζαρή) και 60 χλμ από τα Ιωάννινα.
Σύμφωνα με την παράδοση, πριν αποχωρήσουν οι Τούρκοι από την Ελλάδα, τρεις φυγόδικοι αδελφοί από τας Σέρρας της Μακεδονίας με το όνομα ΜΑΜΑΛΗ (δεν γνωρίζουμε τα μικρά τους ονόματα), κυνηγημένοι από τους Τούρκους, φέροντες βαρύ οπλισμό, συγκρούστηκαν με περίπολο στη γέφυρα της Πλάκας.
Σε αυτή τη συμπλοκή σκοτώθηκε ο ένας αδελφός και οι δυο επιζήσαντες εγκαταστάθηκαν στα Καλύβια, ανατολικά του λόφου Τζαπουΐκα.
Αργότερα κατέβηκαν στο Βατατσι, οικισμό της πρώην κοινότητος Μικροσπηλιας και αργότερα στον κεντρικό οικισμό της Μικροσπηλιάς, που πήρε το όνομα ‘Σερρές’ από την καταγωγή των πρώτων κατοίκων από τας Σέρρας.
Αργότερα η κοινότητα μετονομάστηκε σε Μικροσπηλιά, με πρόταση του διδασκάλου του χωριού Κώστα Ευαγγελή, από δύο μικρές σπηλιές που ανακαλύφτηκαν βόρεια του οικισμού. Μέσα σε αυτές τις σπηλιές βρέθηκαν αρχαιολογικά ευρήματα, τα οποία ύστερα από ανασκαφές συλλέχθηκαν από την Αρχαιολογική Υπηρεσία.
Ο κεντρικός πολεοδομικός οικισμός της Μικροσπηλιάς αναπτύσσεται στο υπερυψωμένο επικλινές οροπέδιο με ανατολικό όριο τον ορεινό όγκο άνωθεν του Νερόμυλου, με δυτικό όριο τον οικισμό Κότρας, με νότιο όριο τη Γκούρα (όριο οικισμού Λεπιανών) και με βόρειο όριο το ρέμα πίσω από το λόφο Μπρίνια. (Βουργιές)
Στο καταπληκτικό και καταπράσινο αυτό τοπίο, με τα πολλά νερά, τα πολύχρωμα χωράφια, τα καρποφόρα δέντρα, τα κλήματα και τις κεραμοσκεπείς πέτρινες κατοικίες, δεσπόζει ο σφαιρικός πευκόφυτος λόφος της Μπρίνιας.
Στην κορυφή του λόφου προβάλλεται ο πέτρινος σταυροειδής βυζαντινός ναός της Παναγίας μέσα στα πανύψηλα πεύκα και την καταπληκτική θέα.
Περιμετρικά αναπτύσσονται οι πανέμορφοι δεντρόφυτοι οικισμοί Βατάτσι, Πάλιαρι, Φτεργιώνα, Μυλόλιθος (Δημούνια) και Κεραμάς.
