Die alkoholische Gärung ist die zentrale biologische Umwandlung auf dem Weg von Traubenmost zu Wein. Hefen nehmen Glucose und Fructose auf und bilden daraus hauptsächlich Ethanol und Kohlendioxid. Gleichzeitig wird Wärme frei. Außerdem entstehen Glycerin, organische Säuren, Ester, höhere Alkohole und schwefelhaltige Verbindungen. Diese Nebenprodukte prägen Duft, Geschmack und Mundgefühl. Viele Gärungen werden von Saccharomyces cerevisiae getragen, weil diese Hefe Zucker zuverlässig verwertet und den steigenden Alkoholgehalt vergleichsweise gut verträgt. Andere Hefen können zu Beginn ebenfalls aktiv sein und die Aromatik beeinflussen.
Der Verlauf hängt nicht allein von der Zuckermenge ab. Temperatur, Säure, verfügbare Stickstoffverbindungen, Sauerstoff in der frühen Phase und der verwendete Hefestamm wirken zusammen. Bei zu hoher Belastung kann die Gärung langsamer werden oder vorzeitig stocken. Keller und Winzer beobachten deshalb unter anderem Dichte und Temperatur, um den Zuckerabbau zu verfolgen. Eine vollständig durchgegorene Partie enthält nur wenig vergärbaren Restzucker; je nach Ziel kann die Gärung aber auch mit verbleibender Süße enden. Bei Rotwein findet sie meist zusammen mit Schalen und Kernen statt, bei klassischem Weißwein überwiegend im zuvor abgetrennten Most. In beiden Fällen formt die Gärung weit mehr als den Alkoholgehalt: Sie verbindet Rohstoff, Mikroorganismen und Kellerbedingungen zu einem neuen sensorischen Gesamtbild.