对于葡萄酒酿造来讲，酿酒是一门艺术，酿酒师是艺术家。人们如果能够理解并掌握葡萄汁转变为葡萄酒背后的科学，则会挖掘葡萄的全部潜能。通过科学地应用质量控制，葡萄酒的质量就会达到顶峰。质量控制从整体意义上来说，包括控制葡萄园本身的质量，控制葡萄的质量，控制葡萄汁的质量，控制发酵过程和最终成品酒的质量。
这个过程始于光合作用。绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水合成糖，在叶绿素的帮助下。叶子中产生的糖实际是蔗糖，蔗糖可以通过树液运输到葡萄中，而葡萄是种子的能源库。当蔗糖到达葡萄时，会被酸立即水解为葡萄糖和果糖。
葡萄挂果后会在阳光和温暖气候的帮助下逐渐成熟，其内在品质达到顶峰。在此阶段，人为干扰和采摘葡萄都会影响葡萄的品质。值得一提的是，从葡萄串与葡萄树分离的那刻起，葡萄中的化学和生物化学变化就开始了，因此，人们需要在采摘，运输和进一步处理过程中维持葡萄的固有品质。
除此之外，在酿造之后维持葡萄酒的质量更为困难，因为葡萄酒时亚稳定性物质，它是葡萄汁不彻底分解途径下的产物(葡萄汁彻底分解会形成二氧化碳和水)。葡萄酒是葡萄汁在微生物作用下的产物，作用过程与所以生物讲降解为水，氮源，二氧化碳和少数矿物质盐的过程相同。事实上，葡萄酒时大自然循环过程—碳循环的一小部分。
在这个过程中，绿色植物从空气中吸收二氧化碳并将其转化为糖，随后人们利用糖来产生酒精。酒精将会增加醋的生成，而醋会分解并释放二氧化碳到空气中，最后该循环又从头开始。
完整的循环过程为：
1. 葡萄树通过叶片上的气孔吸收空气中的二氧化碳，通过根吸收水分。在光照和叶片中叶绿素的帮助下，这些原材料被转化为糖，并被储存在葡萄中。
2. 葡萄被采摘和破碎后，酵母菌将一部分来自于糖的碳原子转化为酒精，从而酿造成葡萄酒，另一部分来自于糖的碳原子以二氧化碳的形式返回空气中。
3. 下一步则是氧化过程，当葡萄酒接触到空气中的氧气时，酒精会在醋酸菌的作用下转化为醋酸，从而酿造成醋。
4. 细菌可以将醋分解，最终形成水和二氧化碳。
5. 水流入土壤，而二氧化碳进入空气中，接下来准备再次循环。
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