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。
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。
装茅台酒用的酒瓶，初是用本地生产的缸瓮，从清朝咸丰年间起，改用底小、口小、肚大的陶质坛形酒瓶，有装0.5公斤、1公斤和1.5公斤的型号。后曾一度改为微扁长方形酒瓶。民国四年（1915年）以后，改用圆柱形、体小嘴长的黄色陶质釉瓶。建国后，才改为白色陶瓷瓶和人们见到的乳白色避光玻璃瓶，古色古香，朴实大方。
茅台酒生产所用高粱为糯性高粱，当地俗称红缨子高粱。此高粱与东北及其它地区高粱不同的是，颗粒坚实、饱满、均匀，粒小皮厚，支链淀粉含量达88%以上，其截面呈玻璃质地状，十分有利于茅台酒工艺的多轮次翻烤，使茅台酒每一轮的营养消耗有一合理范围。茅台酒用高粱皮厚，并富含2%－2.5%的单宁，通过茅台工艺发酵使其在发酵过程中形成儿茶酸、香草醛、阿魏酸等茅台酒香味的前体物质，后形成茅台酒特殊的芳香化合物和多酚类物质等。这些有机物的形成与茅台酒高粱及地域微生物群系密切相关，也是茅台酒幽雅细腻、酒体丰满醇厚、回味悠长的重要因素，特别值得一提的是茅台酒富含一定的多酚类物质，适量饮用，不伤肝，能治糖尿病、感冒等疾病。