茅臺鎮的地層由沉積巖組成，為紫紅色礫巖、細砂巖夾紅色含礫土巖。茅臺鎮地質地貌構造，主要是侏羅白堊系紫色砂頁巖、礫巖，形成時間已超過7000萬年，受海拔高度和巖石風化后成土母質的影響，茅臺地區紫色土廣泛發育。這種土壤一-般厚度50厘米左右，酸堿適度。土壤中礫石和沙質土體含量高，滲水性很好，地下水、地表水通過紅壤層時，對人體有益的多種微量元素被溶解，經過層層滲透過濾，形成清洌泉水。

炎熱、少風、高溫，使微生物群在此因而易于生長而不易被刮去，大量參與茅臺酒的釀造過程。風速小，冬暖、夏熱、少雨、少風的特殊小氣候十分有利于釀造茅臺酒微生物的棲息和繁殖。