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。

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。

在此期間，要經歷重陽下沙、端午踩曲、長期貯存等工藝環節的淬煉，制酒生產一年一個生產周期，順應季節變換，歷經兩次投料、九次蒸煮、八次發酵、七次取酒；釀制而成的基酒還需在陶壇中經過三年以上的貯存，后，采用酒勾酒的方式將一百余種不同酒齡、不同香型、不同輪次、不同酒度等各有特色的基酒進行組合，形成了茅臺酒的典型風格。

茅臺酒的酒窖建設也頗有講究。從窖址選地、窖區走向、空間高度，到窖內溫濕度控制、透氣性能，以及酒甕的形式、容量、甕口泥封的技術等，都極為嚴格。這些都是關系到成品酒的再熟化、香氣純度再提高的關鍵。酒窖里每天要有人檢查，開關透氣孔，控制溫濕度。