茅臺酒是以有機高粱、有機小麥和水為原料， 採用科學獨特的傳統工藝精心釀制而成的。 高梁是茅臺酒釀造的主糧， 小麥是大麯原料，
紅纓子高粱
高粱在茅臺酒廠被稱為“沙”， 例如經常聽到的“重陽下沙”“回沙工藝”等。 茅臺酒生產所用高粱為糯性高粱， 當地俗稱“紅纓子高粱”。 這種高粱主要產於貴州仁懷境內及相鄰的川南地區， 地理位置大致為東經105°-106°， 北緯27°-28°。
該地區屬中亞熱帶季風氣候， 終年氣候炎熱， 年平均溫度高達18℃， 而且降雨量少、夏旱頻繁。 當地土壤為紫色土、石灰土， 肥力中等， 而高粱正好是耐高溫、耐瘠薄的農作物。
與普通高粱相比， 紅纓子糯高粱顆粒較小、皮厚、扁圓結實、斷面呈玻璃狀， 乾燥耐蒸煮、耐翻拌， 其水分12％， 千粒重>35克/1000粒， 澱粉含量>60％， 其中支鏈澱粉含量遠遠高於普通高粱， 占總澱粉的99％。
此外， 紅纓子糯高粱吸水量低， 耐蒸煮， 不易糊化， 這些條件滿足了茅臺酒逐步糊化， 多次蒸煮、翻拌、發酵的需要。 相比之下， 外地高粱一般取到第五次酒後就被榨幹了， 只有本地高粱能完成七次取酒。
茅臺酒用的高粱富含2%-2.5%的單寧， 發酵工藝能使它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驅物質， 最後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，
小麥制曲
茅臺酒以優質冬小麥為制曲原料， 其感官要求：顆粒堅實， 飽滿， 均勻， 皮薄， 呈金黃色， 無黴變。 小麥自身所帶的菌及環境微生物在製作時共同作用， 由此而部分形成茅臺酒制酒生產的產香、產酒功能菌和茅臺酒香氣、香味的前驅物質。
用於制曲的小麥並不一定來自茅臺當地。 據茅臺集團表示， 茅臺酒制曲工藝傳統而獨特， 要求小麥顆粒飽滿、堅實、澱粉含量高， 對品種及產地沒有特殊要求。 目前茅臺酒制曲所用的小麥主要來源於黑龍江省等小麥優勢主產區， 部分來自仁懷當地， 所有原料均通過了有機認證。
有機認證
茅臺酒集綠色食品、有機食品、國家地理標誌保護產品於一身。 為了保證優質高粱來源， 茅臺公司從2000年開始推動在仁懷市及毗鄰地區建設有機高粱基地建設， 目前茅臺酒釀造用的高粱全部來源於有機高粱基地。 相關部門每年都會對有機基地進行全面檢查， 並對基地的環境和高粱樣品採樣帶回檢測， 多年來從未在有機原料生產基地檢測出禁用物質。
基地的農戶們使用的種子全部是有機種子，使用肥料全部是琨恩有機肥，生物農藥是由市有機原料生產發展中心統一採購儲備、各鄉鎮（街道）根據病蟲情報進行發放使用。多年來，茅臺集團一直以遠高於市場均價的價格從有機高粱基地收購高粱。
需要說明的是，不是所有茅臺當地高粱都能釀造貴州茅臺酒。當地部分邊遠地區也有農戶在種植本地高粱，但是他們實行的是非有機種植方式，種植的高粱不屬於有機高粱，茅臺集團不會選用這種高粱。
多年來從未在有機原料生產基地檢測出禁用物質。
基地的農戶們使用的種子全部是有機種子，使用肥料全部是琨恩有機肥，生物農藥是由市有機原料生產發展中心統一採購儲備、各鄉鎮（街道）根據病蟲情報進行發放使用。多年來，茅臺集團一直以遠高於市場均價的價格從有機高粱基地收購高粱。
需要說明的是，不是所有茅臺當地高粱都能釀造貴州茅臺酒。當地部分邊遠地區也有農戶在種植本地高粱，但是他們實行的是非有機種植方式，種植的高粱不屬於有機高粱，茅臺集團不會選用這種高粱。