Les vignobles se situent généralement entre 720 et 850m dans les vallées, mais ils peuvent atteindre 1000m d'altitude sur quelques collines reculées. <br /> Les sols de la région sont recouverts de sédiments qui constituent les couches de sables limoneux ou argileux. Normalement, les parcelles les plus proches du Duero ont un pourcentage de sable plus élevé, tandis que celles qui sont plus éloignées ont plus de cascajo ou gravier. Ici, le Tempranillo, ou le Tinto Fino comme il est appelé localement dans la région est le cépage roi de la D.O. Bien que l’on puisse aussi trouver dans de moindres mesures du Cabernet Sauvignon, du Malbec et du Merlot. On y retrouve également quelques parcelles d'un cépage blanc endémique nommé Albillo, bien que les vins blancs de la Ribera soient pour le moment encore assez rares.<br />

Le climat est méditerranéen avec un caractère continental. Il est caractérisé par des hivers très froids et des étés très chauds avec également de grandes amplitudes thermiques entre le jour et la nuit. Disposant de plus de 100 km de long, la climatologie de l’extrême ouest de la DO présente des différences significatives par rapport à celle de l’extrême est. Les vignobles sont également exposés à de fortes rafales de vent qui influencent les conditions de maturation. Le gel tardif et la grêle sont deux facteurs qui conditionnent de manière significative la Ribera del Duero, ces conditions extrêmes créant paradoxalement des conditions idéales pour une maturation lente et équilibrée du Tempranillo.

Dans la D.O. Ribera del Duero, la viticulture repose sur un équilibre entre tradition et modernité. Les vieilles vignes, souvent conduites en gobelet constituent une part importante du vignoble. Parmi elles, certaines vignes centenaires ont traversé les siècles sans greffe, naturellement protégées du phylloxéra par la leurs sols sablonneux. À côté de ces parcelles historiques, les nouvelles plantations adoptent généralement un palissage moderne, facilitant la mécanisation et le contrôle de la vigne. Les rendements sont volontairement faibles, autour de 30 hl/ha voire moins chez certains vignerons ce qui permet une belle concentration des raisins. La majorité des exploitations pratiquent une viticulture raisonnée, et un nombre croissant s’oriente vers l’agriculture biologique ou biodynamique, même si cela reste en développement. Le travail du sol est souvent réalisé par labour mécanique, limitant l’usage d’herbicides. Des pratiques comme l’ébourgeonnage, l’effeuillage ou la vendange en vert sont couramment mises en œuvre pour améliorer la qualité des raisins et réguler la charge de la vigne. La récolte se fait généralement manuellement entre fin septembre et début octobre, en fonction des différents micro-climats.