Vilafranca del Penedès es la principal ciudad vinícola de la D.O., que posee tres áreas diferenciadas y claramente delimitadas geográficamente:
Penedès Inferior es la zona costera, que alcanza los 250 metros sobre el nivel del mar.
Penedès Medio es la principal área de producción, con una altitud de entre 200 y 500 metros sobre el nivel del mar. Está situada al sudeste y posee una buena exposición al sol, y un excelente ambiente para la maduración.
Penedès Superior es la zona más alta, en el interior y en la montaña. Sus viñas superan los 800 metros de altitud en los extremos de la meseta central, con escasa producción, pero de elevada calidad.
Los suelos de las tres zonas tienen similares características: ricos en fósforo, bajos en potasio y un 20% de piedra caliza por término medio. En las zonas más bajas, la mayoría de los terrenos son arenosos, mientras que en las mas altas, los suelos calizos. En la zona alta predomina la arcilla.
El clima es mediterráneo con una temperatura media de 14º C. Las lluvias rondan los 525 mm anuales. Los veranos son templados y los inviernos suaves. Sin embargo, como hay una gran variedad de zonas de cultivo, hay numerosos microclimas, que ofrecen la oportunidad de desarrollar una variada selección de vides y extraer de ellas diferentes tipos de vinos.
El viento de tramontana sopla en invierno, pero ya es muy suave cuando llega a esta zona. Las heladas se producen, algunas veces, en primavera. El granizo, que afecta particularmente a algunas localidades, suele ser un gran problema.
Las tormentas de otoño suelen llegar después de la cosecha. La Sierra de Montserrat protege a los viñedos de los vientos fríos del norte.
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