纳帕河谷两边均与山相连，向西北方向蜿蜒约30英里，它的宽度由5英里到1英里不等，最宽的地方可以碰到纳帕城市的一角，最窄的地方就只达到山谷附近的斯托加镇。这里被视为是美国的波尔多，酿造的
红酒收到世人称赞
纳帕河将山谷一分为二，沿着山谷的锥形轮廓不断逐渐缩小，从南边的一条完全足以通航的河流，延伸至北边变成了一条小溪。山谷的地形随着它的长度变化，从南部的微风吹拂下的河口平原和平缓丘陵，到斯托加尖镇边的山谷尖， 环抱在东边圣赫勒拿山脚下的帕利塞德斯悬崖和西边玛雅喀玛斯山上的茂密森林之间。
纳帕谷宜人的气候使它成为一个名副其实的花园，品种繁多的水果和蔬菜这里茁壮成长：有桔子，李子，苹果和橄榄等等。但真正使纳帕谷独树一帜的是它有难得的适宜
葡萄酒生产的葡萄。海洋性气候使这里白天温暖，夜晚凉爽，土壤深沉却不过度肥沃，所以生产出这样奇异的强度和复杂性均得以平衡的葡萄。
几种不同的微气候和广泛的土壤剖面意味着不同的葡萄园生产的葡萄都具有他们独特的风格和特色——但却是统一的高质量。纳帕河谷的葡萄园的环境随着地质时间而进化发展。像加州的其他地方一样，纳帕谷也有着非常活跃和重要的地质历史。许多构造板块（地壳上的大板块）与北美之间的相互碰撞，形成了加州。因此，该地区有许多地质断层，也正是它们塑造了纳帕山谷的地形和周围环绕的山脉。
大约在两百万年前，有许多的火山运动发生在这个区域，这些火山喷发时所带出一系列的火山灰沉积和和熔岩，也就是索诺玛火山岩，覆盖在纳帕和索诺玛县，尤其是在沿着玛雅喀玛斯轴线上的区域。那些在北扬特维尔山谷底凸显出来的小山坡就是由这些火山运动得来的。海平面的变化造成圣巴勃罗湾多次与山谷南部交替进退。这导致了海湾沉积物（粘土和砂）沉积在南部山谷，成为了土壤的母质。基岩的种类繁多，有粗砂岩、海洋综合岩、火山玄武岩和凝灰岩。这些不同的母质材料使土壤产生了各不相同的保水能力，质地和肥力。
由于处于山脉地形和受到太平洋附近的影响，纳帕山谷属于温带气候，非常适合优良酿
红酒葡萄的生长。这里的葡萄生长季节十分漫长。充沛的阳光和温暖而干燥的天气是它的鲜明特点 ， 对葡萄来说，是一个让它得到缓慢成长且均匀成熟的理想组合 。 在纳帕谷葡萄种植区，微气候都十分与众不同，并且十分具有戏剧色彩。 海风驶过金门跨过圣巴勃罗湾，来到卡内罗斯地区, 给这里带来凉爽且最适宜葡萄生长的温度。 在山谷上方较远处，太平洋施加的影响较小：夏季温度较为温暖，冬季凉爽，雨量大于南部地区。 由于这里的地形由丘陵组成，日晒曝光和海拔因素共同造成了纳帕谷产区独特的小气候特征。
