茅台酒的酒窖建设也颇有讲究。从窖址选地、窖区走向、空间高度，到窖内温湿度控制、透气性能，以及酒瓮的形式、容量、瓮口泥封的技术等，都极为严格。这些都是关系到成品酒的再熟化、香气纯度再提高的关键。酒窖里每天要有人检查，开关透气孔，控制温湿度。
1996年，茅台酒工艺被确定为国家机密加以保护。2001年，茅台酒传统工艺列入首批物质文化遗产。2006年，又批准将“茅台酒传统酿造工艺”列入首批非物质文化遗产名录，并申报世界非物质文化遗产。
2003年2月14日，原国家质检总局批准对“茅台酒”实施原产地域产品保护。
主要工艺流程及要求：
（1）制曲：小麦经破碎，加入母曲和水制成曲胚，用稻草间隔入仓发酵40天后拆曲，贮存6个月后投入制酒生产。
（2）制酒：
①投料阶段：重阳开始分2次投料，即下沙和造沙（沙指高粱）。下沙高粱经破碎后加热水润粮，次日加母糟蒸粮，下甑摊晾，之后加曲和尾酒拌匀堆积，达到工艺要求，入窖发酵30天后开窖取醅，再与造沙经破碎、润粮后的高粱拌匀，从蒸粮开始重复上述工序。
②馏酒阶段：馏酒阶段共有7个轮次，每个轮次均经摊晾、加曲、堆积、入窖和馏酒操作。
制酒过程共经历9次蒸煮（馏），8次摊晾、加曲、堆积、入窖，7次取酒，一年一个生产周期。
（3）贮存勾兑：基酒（轮次酒）分酱香、醇甜香、窖底香3种典型体贮存于陶坛中，将不同轮次、不同典型体、不同酒度、不同酒龄的基酒进行勾兑，勾兑后贮存于陶坛。贮存勾兑工序至少历经3年。
（4）包装：勾兑后的酒经检验合格后，采用不透明容器包装出厂。
酿制茅台酒的用水主要是赤水河的水，赤水河水质好，用这种入口微甜、无溶解杂质的水经过蒸馏酿出的酒特别甘美。故清代诗人曾有“集灵泉于一身，汇秀水东下”的咏句赞美赤水河。茅台镇还具有极特殊的自然环境和气候条件。它位于贵州高原点的盆地，海拔仅440米，远离高原气流，终日云雾密集。夏日持续35—39℃的高温期长达5个月，一年有大半时间笼罩在闷热、潮湿的雨雾之中。这种特殊气候、水质、土壤条件，对于酒料的发酵、熟化非常有利，同时也部分地对茅台酒中香气成分的微生物产生、精化、增减起了决定性的作用。可以说，如果离开这里的特殊气候条件，酒中的有些香气成分就根本无法产生，酒的味道也就欠缺了。