Fermentazione è ciò che trasforma un ordinario succo d'uva in vino. È un processo completamente naturale nel quale i lieviti (organismi mono-cellulari che sono naturalmente presenti sulle bucce degli acini d'uva) convertono gli zuccheri dell'uva in alcol ed anidride carbonica. Il processo può durare in qualsiasi luogo da pochi giorni a parecchi mesi, tempo durante il quale l'anidride carbonica ed il calore sono rilasciati come sottoprodotti. Per i vini secchi la fermentazione finisce quando tutto lo zucchero È convertito in alcol. Per i vini più dolci, come il Porto, l'enologo farà terminare prematuramente il processo, aggiungendo dell'alcol in forma di acquavite neutra d'uva, che uccide i lieviti e permette ad una parte degli zuccheri di rimanere non fermentati. La fermentazione era tradizionalmente effettuata in tini di legno, botti o serbatoi neutri. Oggi, per i vini che non richiedono la fermentazione in botte, molte cantine usano enormi serbatoi di acciaio inossidabile, che permettono un preciso controllo della temperatura.