Munthe af Morgenstierne var gift tre ganger. 1. gang 26. juni 1760 med Marie Bolette Reichard (1741 – 12. mars 1765), datter av sjøoffiser Jesper Hansen Reichard (død 1752) og Margrethe Marie f. Berg; 2. gang 22. februar 1768 med Christine Bodille Birgitte de Flindt (11. mai 1748 – 22. juni 1787), datter av konferensråd Henrik de Flindt og hans 1. hustru, Johanne Christine f. Riis (død 1755); 3. gang med Elisabeth f. Flindt (1743 – 18. juni 1819), enke etter kammerråd Thor Hansen Wederkinch og datter av major Henrik Flindt og Vilhelmine Elisabeth Charlotte f. Merchel. I sitt andre ekteskap ble han far til regeringsadvokat, sorenskriver i Bamble Bredo von Munthe af Morgenstierne (1774-1835). Hans etterslekt lever i Norge. Hans tredje ekteskap, som ble inngått etter 1787, var barneløst.