茅臺酒生產所用高粱為糯性高粱，當地俗稱紅纓子高粱。此高粱與東北及其它地區高粱不同的是，顆粒堅實、飽滿、均勻，粒小皮厚，支鏈淀粉含量達88%以上，其截面呈玻璃質地狀，十分有利于茅臺酒工藝的多輪次翻烤，使茅臺酒每一輪的營養消耗有一合理范圍。茅臺酒用高粱皮厚，并富含2%－2.5%的單寧，通過茅臺工藝發酵使其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體物質，后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，也是茅臺酒幽雅細膩、酒體豐滿醇厚、回味悠長的重要因素，特別值得一提的是茅臺酒富含一定的多酚類物質，適量飲用，不傷肝。
茅臺酒工藝中的三高是指茅臺酒生產工藝的高溫制曲、高溫堆積發酵、高溫餾酒。茅臺酒大曲在發酵過程中溫度高達63℃，比其它任何名白酒的制曲發酵溫度都高10－15℃；在整個大曲發酵過程中可優選環境微生物種類，后形成以耐高溫產香的微生物體系，在制曲過程中首先做到了趨利避害之功效。高溫堆積發酵是中國白酒生產敞開式發酵為經典和獨創之作，也是其它名白酒工藝所不具有的。高溫餾酒：蒸餾工藝本身是固液分離的技術，但茅臺酒生產工藝的蒸餾與其它白酒完全不同。
茅臺酒液純凈透明、醇馥幽郁的特點，是由醬香、窖底香、醇甜三大特殊風味融合而成，現已知香氣組成成分多達300余種。茅臺酒香氣成分眾多，有人贊譽“風味隔壁三家醉，雨后開瓶十里芳”。茅臺酒香而不艷，在釀制過程中從不加半點香料，香氣成分全是在反復發酵的過程中自然形成的。它的酒度一直穩定在52°—54°之間。
茅臺酒是中國大曲醬香型酒的鼻祖，它具有色清透明、醬香突出、醇香馥郁、幽雅細膩、入口柔綿、清冽甘爽、酒體醇厚豐滿、回味悠長、空杯留香持久的特點，人們把茅臺酒獨有的香味稱為“茅香”，是中國醬香型風格的典型。