酒精发酵是指酵母菌将葡萄浆果中的糖分解为乙醇、二氧化碳和其他副产物的过程。酒精发醉是相当复杂的生物化学现象，有许多连续的反应和不少中间产物，而且需要一系列酶的作用。酵母菌要完成酒精发酵这一过程，首先要在有氧条件下进行“呼吸作用”，将糖氧化分解，获得能量进行繁殖，达到一定群体数量；其次是这些大量繁殖的酵母在无氧或嫌气条件下进行“发酵作用，，，将糖转化成酒精、二氧化碳和其他副产物，同时释放能量。实际上葡萄酒的酒精发酵并非严格厌气。低浓度氧有利于发酵，高浓度氧抑制发酵并刺激有氧呼吸。值得注意的是发酵和呼吸并不是相互排斥的两种代谢方式。酵母菌在发酵过程中如不能提供足够的ATP时，这时有氧存在且葡萄糖浓度较低，就会增强呼吸作用的力度。从发酵代谢向呼吸代谢并无突然的切换，从呼吸向发酵的转换也是如此。这就是酵母需要一段时间来适应不同的生长条件的原因。

在酒精发酵过程中，可以观察到如下现象：“帽”的形成和由于二氧化碳气体释放所引起的发酵基质的膨胀；发酵基质温度升高；相对密度降低，最后接近水的相对密度；红葡萄酒颜色变深；香气逐渐呈现，味道发生变化。