茅台镇的地理环境有三大特点，冬暖夏热雨水少；紫色砂页岩地质结构；微生物环境；这三大因素确保茅台镇能够酿出优质酱香酒。
特点一：冬暖夏热雨水少。
茅台镇属中亚热带湿润季风气候区，茅台酒厂地处地势低矮的河谷地带，四周三山对峙，群山怀抱，海拔多在500米以下，形成特殊小气候，冬暖夏热少雨，风小湿润，适宜酿酒微生物形成和繁衍。
年均气温17.8℃，1月均温7.3℃，7月均温28.5℃，极端最高气温40.6℃，极端最低气温2.7℃，相对湿度80%，年均日照时数1226.5小时，无霜期359天，年平均降水量926.1毫米（河谷区是贵州省四个典型少雨区之一），常年主导风向以北、北西、偏西南风为主，年均风速1.5米/秒，最小风速1.1米/秒，最大风速1.8米/秒以上，显著特点是静风频率很高，风速小。

总的气候特点是夏季炎热、冬季温和、少见冰雪、无霜期长、温度变化大、湿度较大、日照丰富、雨量小，炎热季节持续半年以上。 

受地势、地形条件的影响，境内气候垂直分异较为明显，区域分异较大，尤以热量条件的垂直最为突出。在赤水河沿岸海拔700米以下的河谷地带，气候为温热少雨气候，热量条件优越，大于10℃的年积温可达5740℃，但降水的季节分配差异较大，冬春季干旱较为严重。在海拔800米～1400米的河谷斜坡山地上，则为温热温润气候，表现出降水相对均匀、热量条件一般的气候特点。
赤水河河谷土壤中偏酸性，类型复杂多样。在自然土类中，地带性土壤是黄壤、黄棕壤，岩成土壤有石灰土和紫色土，耕作土则以各种旱作土、潮土和水稻土为主要，茅台镇至合马镇一带以紫色土为主，此外在河流两岸局部地段零星分散潮土，在在河流沿岸阶地、山间盆地及缓丘分布有水稻土，水稻土和黄壤为区内主要粮食作物生产的土壤。
其中分布于茅台镇南部的鲁班，北部的二合、大坝、合马、三合、沙滩、西北部的喜头等10个乡镇的旱地区，都是贵州茅台酒厂酿酒用高粱、小麦的最佳原料基地。
特点二：紫色砂页岩地质结构。
地质调查资料表明，从整体上讲，茅台地区地质属浸蚀构造类型。其地层由寒武系、侏罗系、二叠系、第四系等组成。岩层主要为沙岩和页岩，沿赤水河呈环带状。由于岩石质地比较松软，易受外营力的风化、流水作用，常常形成坡陡谷深的坡地峡谷地貌，主要为低中山和丘陵河谷。
茅台镇的地质地貌结构主要是侏罗、白垩系紫色沙页岩、砾岩，形成时间在7000万年以上。紫色砂岩由砂岩夹粘土岩组成，上部紫红色的砂质土岩，局部含赤铁矿和稀少的菱铁矿结构。