氧氣是一種在發酵和熟化過程中能夠與葡萄汁以及酒液中的許多成分發生反應的氣體。這些被稱為氧化的化學反應有時會產生正面影響，有時則是負面的。

1. 釀造過程中的氧氣

對於想要釀出一款以品種自身果味為主要特徵的葡萄酒的釀酒師來說，氧氣是一種始終存在但必須遏制的威脅。人們採用二氧化硫這類抗氧化劑以及所有可能的方法來減少與氧氣的接觸。在氣溫較低的夜間採收葡萄可以減少氧化影響，因為在較低溫度下，化學反應的速度比較慢。把葡萄保持冷凍直到他們到達酒莊。這時就會使用充滿二氧化碳或者氮氣的密封裝置，讓葡萄和葡萄汁在處理或釀酒之前與氧氣隔離。這一過程有時被稱為保護性或厭氧法釀酒。

有些人認為用這種方式釀成的葡萄酒乏味無趣，而在釀造過程中與氧氣接觸較多則有助於培養葡萄酒的複雜性和特徵。從根本上說，這屬於釀酒風格方面的問題。

2. 熟化過程中的氧氣

對於採用厭氧法釀造的葡萄酒，在熟化過程中幾乎不會受益於任何氧氣接觸。在這種情形下，應將葡萄酒置於充滿惰性氣體的密封罐或大桶中熟化，而且要完全裝滿。這些熟化容器可以是不鏽鋼罐或內壁襯有環氧樹脂的水泥池。

有氧熟化（與氧氣接觸）的葡萄酒儲存於大木桶中，這類木桶通常採用橡木製成。橡木桶可以防水但並不是氣密的。少量的氧氣能透過橡木桶與葡萄酒發生反應。這有助於軟化紅葡萄酒的單寧，並且賦予葡萄酒更多的複雜性；一類香氣的水果味逐漸消失，開始形成三類香氣的特徵，比如皮革和泥土的味道。葡萄酒的外觀也會出現變化：紅葡萄酒的顏色逐漸變淡，略帶點棕色；白葡萄酒的顏色變深，呈現出淡淡的橙色。

滲入的氧氣量取決於橡木桶的大小和儲存的時間長短。225升的小橡木桶（barrique）與較大的橡木桶相比，會起到更多的氧化作用，因為較小的橡木桶在比例上與葡萄酒的接觸面積更大。因此，葡萄酒在小橡木桶中熟化的時間很少會超過兩年。儲存在較大橡木桶中的葡萄酒可以熟化的時間較長。

如果沒有將橡木桶完全裝滿，氧化的影響就會進一步增強。有時將這種方法用於加強葡萄酒，釀造出有意氧化的風格，比如奧羅露索雪利酒（Oloroso Sherry）、茶色波特酒（Tawny Port）和路斯格蘭麝香葡萄酒（Rutherglen Muscat）。這種額外的氧氣接觸有時能夠持續許多年，這意味著這些葡萄酒能夠產生濃郁的第三類香氣特徵，比如焦糖、太妃糖和堅果的味道。

對於大多數葡萄酒，過多的氧氣接觸會導致葡萄酒受損。最終的葡萄酒會失去很多清新的水果味，聞起來也會覺得不新鮮。在這些情況下，就可以認為這款葡萄酒出現了氧化，不適合銷售。在極端情況下，細菌會利用氧氣讓葡萄酒醋化，致使葡萄酒不能飲用。

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