Se caracteriza por un relieve tabular, dando lugar a cuatro unidades de relieve: la vega, una franja estrecha, llana y de buen suelo (aluviales y fluviales); las plataformas intermedias (terreno arcilloso en el que se planta la gran mayoría de las viñas), escalón de suelos pedregosos y formas alomadas y donde, en torno a Roa y La Horra (Burgos) se han desarrollado los más ancestrales pagos vitícolas; las cuestas que cierran la ribera mediante fuertes escarpes y acumulan ricos suelos aluviales en su base; y, por último, el páramo, territorio duro e históricamente fronterizo, destinado durante siglos al cereal y al pastoreo.

Las viñas se plantan con frecuencia en suelos franco arcilloso arenoso o cascajosos suficientemente calizos y profundos sometidos a un clima «Mediterráneo de altitud» con fuertes oscilaciones térmicas y pluviometría media entre los 400 y los 600 mm anuales. El paisaje lo conforman altiplanos bien aireados y rodeados de montaña.

La variedad predominante es la Tempranillo en un 80% y el resto lo complementan las variedades Cabernet Sauvignon, Merlot, Malbec, Garnacha Tinta y Albillo.

Ribera del Duero fue designada, por la prestigiosa revista Wine Enthusiast, como la mejor región vitivinícola del mundo en el año 2012 , “The best wine region in the world”.