茅臺酒的釀制技術被稱作“千古一絕”。茅臺酒有不同于其它酒的整個生產工藝，生產周期7個月。蒸出的酒入庫貯存4年以上，再與貯存20年、10年、8年、5年、30年、40年的陳釀酒混合勾兌，后經過化驗、品嘗，再裝瓶出廠銷售。

茅臺酒以本地優質糯高梁為原料，用小麥制成高溫曲，而用曲量多于原料。用曲多，發酵期長，多次發酵，多次取酒等獨特工藝，這是茅臺酒風格獨特、品質優異的重要原因。釀制茅臺酒要經過兩次下料、九次蒸煮、八次攤晾加曲（發酵七次）、七次取酒，生產周期長達一年，再陳貯三年以上，勾兌調配，然后再貯存一年，使酒質更加和諧醇香，綿軟柔和，方準裝瓶出廠，全部生產過程近五年之久。

茅臺酒生產所用高粱為糯性高粱，當地俗稱紅纓子高粱。此高粱與東北及其它地區高粱不同的是，顆粒堅實、飽滿、均勻，粒小皮厚，支鏈淀粉含量達88%以上，其截面呈玻璃質地狀，十分有利于茅臺酒工藝的多輪次翻烤，使茅臺酒每一輪的營養消耗有一合理范圍。茅臺酒用高粱皮厚，并富含2%－2.5%的單寧，通過茅臺工藝發酵使其在發酵過程中形成兒茶酸、香草醛、阿魏酸等茅臺酒香味的前體物質，后形成茅臺酒特殊的芳香化合物和多酚類物質等。這些有機物的形成與茅臺酒高粱及地域微生物群系密切相關，也是茅臺酒幽雅細膩、酒體豐滿醇厚、回味悠長的重要因素，特別值得一提的是茅臺酒富含一定的多酚類物質，適量飲用，不傷肝。

釀制茅臺酒的用水主要是赤水河的水，赤水河水質好，用這種入口微甜、無溶解雜質的水經過蒸餾釀出的酒特別甘美。故清代詩人曾有“集靈泉于一身，匯秀水東下”的詠句贊美赤水河。茅臺鎮還具有極特殊的自然環境和氣候條件。它位于貴州高原點的盆地，海拔僅440米，遠離高原氣流，終日云霧密集。夏日持續35—39℃的高溫期長達5個月，一年有大半時間籠罩在悶熱、潮濕的雨霧之中。這種特殊氣候、水質、土壤條件，對于酒料的發酵、熟化非常有利，同時也部分地對茅臺酒中香氣成分的微生物產生、精化、增減起了決定性的作用。可以說，如果離開這里的特殊氣候條件，酒中的有些香氣成分就根本無法產生，酒的味道也就欠缺了。