カリフォルニア州は、広く面している太平洋とともに、太平洋沿いの1,200ｍ級の海岸山脈と160～200㎞内陸に入った3,000～4,000m級のシエラネバダ山脈が、ワイン産地としての気候形成に影響を与えています。
太平洋を流れる冷たいカリフォルニア海流の影響で、海に近いほど冷涼で、内陸に行くほど暑く乾燥した気候となります。
また、冷たい海流によって発生する冷気や夜間に発生する霧は、明け方に海岸山脈の峰の間や渓谷（ヴァレー）を伝って内陸へと流れ込み自然のクーラーの役割を果たすため、朝から昼間にかけての気温上昇は非常にゆっくりとしたものとなり、ぶどうはゆっくりと成熟する事ができます。
霧は非常に速い速度で広範囲に流れており、200㎞以上先の内陸に到達する場合もありますが、途中の山脈にぶつかって進路を変えたり渓谷に沿って進んだりする影響で、多様な気候条件をもたらします。土壌も、ローム層・火山灰堆積土・石灰土・粘土・砂等の入り混じった多様な土質が存在します。
カリフォルニア大学デイビス校は、マイクロ・クライメイトの研究を長年続け、様々な気候・風土に合ったぶどう栽培法をつくりあげました。降水量は平均400～600ｍと平均的ですが、雨は冬の間に集中して降りぶどうの成育期間は殆ど雨が降らないため、ドリップ式の灌漑やスプリンクラーによる散水などの対策がなされています。
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