葡萄的酒精发酵是酿造过程中较重要的转变。其原理可简化成以下的形式：
葡萄中的糖份＋酵母菌=>酒精（乙醇）＋二氧化碳＋热量
通常葡萄本身就含有酵母菌，酵母菌必须处在10℃-32℃间的环境下才能正常运作，温度太低酵母活动变慢甚至停止，温度过高则会杀死酵母菌使酒精发酵完全中止。由于发酵的过程会使温度升高，所以温度的控制非常的重要。大约17克的糖可发酵成1％的酒精，所以要酿成酒精浓度12%的葡萄酒，葡萄汁中的糖份浓度要达到204克/升。一般干白酒和干红酒的酒精发酵会持续到所有糖份(2克/升以下)皆转化成酒精为止，至于甜酒的制造则是在发酵的中途加入二氧化硫停止发酵，以保留部份糖份在酒中。酒精浓度超过15%以上也会中止酵母的运作，酒精强化葡萄酒(VinFortifie)即是运用此原理于发酵半途加入酒精，停止发酵以保留酒中的糖份。
酒精发酵除了制造出酒精外，还会产出其它副产品：
甘油：
一般葡萄酒每升大约含有5到8克左右，贵腐白酒则可高达25克，甘油可使酒的口感变得圆润甘甜，更易入口。
醋类：
酵母菌中含有可生产醋类的酶，发酵的过程会同时制造出各种不同的醋类物质。醋类物质是构成葡萄酒香味的主要因素之一。酒精和酸作用后也会产生其它醋类物质，影响酒香的变化。