Réparti sur 14 communes, dont 12 situées sur le canton de Sancerre, le vignoble sancerrois bénéficie de trois grands types de sols, qui confèrent des qualités différentes aux vins. Les Caillottes, calcaires et pierreuses, affleurent sur les coteaux et donnent des vins qui peuvent se consommer jeunes. Les vignes de hauteur, aux sols argilo–calcaires dits Terres blanches, produisent des vins plus charpentés qui vieillissent bien. Enfin, dans la partie est du vignoble, se rencontrent les Chailloux au sol argilo–siliceux dont sont issus des vins généralement blancs et secs, au bouquet fruité caractéristique, appelé « pierre à fusil ».
Jusqu’à la crise du phylloxera, le vignoble était principalement planté de Pinot. Aujourd’hui, deux cépages seulement sont autorisés : le Sauvignon pour les vins blancs, et le Pinot noir pour les rouges et rosés.
Traditionnellement, l’étroitesse des parcelles, entourées de haies, et la disposition des rangées de ceps en foule, freinaient le ruissellement des eaux de pluie. Depuis les années 1970, mécanisation des travaux viticoles, déboisement et remembrement ont provoqué une érosion des sols entraînant des coulées de boue à Bué, Ménétréol, Verdigny et Sury-en-Vaux. Pour y remédier, à l’aube de la décennie 1990, les communes les plus exposées, soutenues par le département et les vignerons, ont réalisé des aménagements hydrauliques importants. Mais ce n’est qu’au début des années 2000 que le maintien des espaces boisés, l’enherbement des vignes et des tournières, ainsi que la replantation des haies disparues, ont permis de s’attaquer aux causes de ce déséquilibre écologique.