Fermentacja alkoholowa jest przejściem cukru w alkohol i zachodzi dzięki enzymom drożdży.

W procesie produkcji wina biorą udział:

- drożdże SACCHAROMYCES CEREVISIAE
   (wina do 14% alkoholu),
- drożdże SACCHAROMYCES BAYANUS (wina do 17% alkoholu),
- drożdżaki z rodzaju CANDIDA, występujące naturalnie
  na skórkach owoców (odpowiadają za powstawanie tzw. kwiatu
  winnego przy produkcji win z regionu Jerez czy żółtych win jurajskich.)

Drożdże są bardziej odporne na SO2 i niskie pH niż bakterie, zatem przez dodanie niewielkiej ilości dwutlenku siarki można osiągnąć dwa cele: zapewnić lepszy rozwój drożdżom i wyeliminować bakterie.

W czasie fermentacji, przy udziale drożdży rozkładana jest głównie glukoza (winogrona są jedynymi owocami, w których zawartość glukozy przeważa nad zawartością fruktozy), a także niektóre cukry, tzw. pentozy.

Powstające podczas fermentacji estry i alkohole wielowodorotlenowe są związkami odpowiedzialnymi za aromaty wina tzw. wtórne lub fermentacyjne.