Le Roussillon se présente comme un amphithéâtre dominé par des hauteurs souvent difficiles à franchir qui le séparent des provinces voisines :

- au nord, les pentes vertigineuses de la barrière calcaire des Corbières s'allongent depuis le Roc Paradet (900 m) jusqu'au Montoulié de Périllou, dominant Périllos en passant par le plateau de Saint-Paul (943 m), la château de Quéribus (728 m) et la serre de Vingrau.

- à l'ouest, le cirque roussillonnais est dominé par le massif du Canigou (2 785 m), entre le Tech et la Têt, premier maillon des sommets pyrénéens en forme de promontoire avancé vers l'est, puis le massif du Madres (2 741 m), moins imposant et plus en retrait, entre Têt et Agly.

- au sud, le massif des Albères et le Roc de France (1 450 m) marquent le sud du Roussillon et forment la frontière avec l'Espagne.

Géologiquement parlant, le Roussillon est une zone tourmentée qui a subi de profonds bouleversements au tertiaire et au quaternaire.

Jusqu'à la fin de l'ère secondaire, les couches de terrains qui se forment sont à peu près planes. Lorsque s'opère la surrection des Pyrénées, les couches anciennement formées vont être mises à jour (terrain primaire des Albères, du massif du Canigou, du groupe montagneux de Baixas au massif du Madres), et les couches de terrain superficielles vont être prises dans l'étau formé par les futures Pyrénées et le vieux bloc inébranlable du Massif central, ce qui entraîne leur plissement, ainsi que la formation du synclinal de Maury.

Conséquence directe de ces nombreux bouleversements, la variété des sols et des sous-sols permet de passionnantes balades géologiques, chacun des quatre principaux terroirs étant lui-même divisé en une multitude de zones aux caractères bien distincts, parfois reconnus par une AOC particulière.

Zone des Corbières du Roussillon
C'est le plus au nord des terroirs du Roussillon, de l'autre côté des premiers contreforts des Corbières. Au pied du mont Tauch, en calcaire cénomanien, le calcaire du Trias moyen est couvert de marnes du Crétacé supérieur qui se termine dans le sud du bassin, à la limite entre l'Aude et les Pyrénées-Orientales. Autour de Tuchan, les alluvions du pliocène alternent avec des formations géologiques plus complexes.

Zone de la Vallée de l'Agly
Au nord de l'Agly, les vignobles de Vingrau, sont assis sur des roches du crétacé inférieur, établis sur des sols de dépressions marneuses au bas desquelles s'accumulent des éboulis calcaires gélifractés.

Les vignes du haut du cirque de Vingrau, plantées dans un calcaire très pur de l'ère secondaire, attirent d'ailleurs les convoitises des industriels. Au nord-est, les vignes d'Opoul sont sur des terroirs similaires.

En descendant vers le sud, le terroir de Tautavel et le vignoble de Maury, situés sur le synclinal complexe des Fenouillèdes, sont établis sur une large bande de schiste de l'albien-aptien, en réalité des marnes intercalées de bancs gréseux. Les marnes schisteuses du crétacé donnent des sols noirs peu épais qui obligent la vigne à s'enraciner en profondeur.

Le vignoble de l'Agly proprement dit s'étend au sud, au-delà du col de Maury. A l'ouest, le village de Lesquerde possède d'uniques sous-sols de granit et de gneiss, récemment reconnus par l'AOC Côtes du Roussillon Villages Lesquerde.

Puis, en descendant la vallée, les vignes s'accrochent en altitude sur le sol d'arène profond à forte concentration argileuse du petit village de Saint-Arnac.

Sur la zone d'AOC Côtes du Roussillon Villages Caramany, en descendant vers l'est, le vignoble est planté sur les gneiss précambriens. Les sols qui en dérivent, à la couleur rouge typique, sont extrêmement favorables à la production de vins de qualité.

Un peu à l'écart de la rivière, autour de Bélesta, le vignoble s'étend sur des sols de gneiss magmatiques puis, plus au sud encore, le vignoble est assis sur un milieu acide, avec un affleurement de molasses blanches du pliocène, parfois très graveleuses.

En rejoignant la rivière, au nord, entre Rasiguère et Estagel, l'AOC Côtes du Roussillon Villages Latour-de-France repose sur des sous-sols de schiste.

En descendant l'Agly, les terroirs de Baixas, au sud, et d'Espira-de-l'Agly donnent accès au vaste "Crest" de Rivesaltes qui s'étend sur plusieurs centaines d'hectares au nord, jusqu'à Salses, fin de la zone d'appellation. C'est une vaste plaine caillouteuse d'origine alluvionnaire. Son sol épais (jusqu'à 6 à 8 m de profondeur) est dominé par l'argile rouge mêlée de cailloux roulés. A 30/40 cm de profondeur, ces sols pauvres et maigres présentent une zone dure, le taparas, où les cailloux sont littéralement cimentés par les concrétions de calcaire cristallin.

Zone de la Vallée de la Têt
Au sud de Belesta, d'Ille-sur-Têt à Perpignan, les affleurements de molasses blanches du pliocène abondent.

Dans leur ensemble, les vignobles de la terrasse schisteuse de la Têt sont plantés sur d'importantes épaisseurs de cailloux roulés et de roches grenues très détériorées où affleurent des zones de schiste gris, de gneiss, de quartzite, de granit et d'argile jaune.

Ce sont des formations détritiques, en général grossières car déposées en premier à la fin de l'ère tertiaire, provenant de matériaux arrachés aux Pyrénées (Canigou) par l'érosion.

En général très pauvres, leurs éléments nutritifs ayant disparu depuis longtemps, les sols sont très adaptés à la culture de la vigne, surtout sur les croupes et les coteaux.

Zone des Aspres, des Albères, Vallée du Tech
Passé Thuir, en descendant vers le sud-est, on traverse une succession de terrasses faites de galets roulés sur plusieurs niveaux (basses, moyennes, hautes) résultant de l'érosion de l'immense glacis calcaire qui recouvrait tout le sud du département à la fin de la dernière ère glaciaire.

C'est le magnifique terroir des Aspres, où les basses terrasses à galets arrondis de quartzite, à sols lessivés, alternent avec des terrasses moyennes à dominante de galets schisteux.

Au sud, le Tech est bordé de considérables épaisseurs de gros galets arrondis et de sable, typiques de la région des Albères.

Zone littorale
C'est un terroir alluvionnaire dominé par l'argile et les sables argileux gris-bleu ou jaune et par les décompositions de matériaux des piémonts pyrénéens.

Plus tardifs, plus fins, plus riches, ils forment la riche plaine de la Salanque où affleurent d'excellents microterroirs composés de cailloux roulés du quaternaire dans un milieu à dominante argileuse.

Zone de Banyuls et Collioure
Les Pyrénées s'interrompent brusquement sur la mer par une côte particulièrement découpée et un arrière pays au relief tourmenté. Le vignoble est établi sur les schistes, micaschistes et gneiss à chlorite. Sur ces schistes cambriens, le sol est très érodé et, en surface, il ne subsiste bien souvent qu'un amas de débris noyés dans une argile sableuse de décomposition, d'à peine 20 à 50 cm d'épaisseur, qui repose sur la roche mère.

Pour survivre, les pieds doivent atteindre les zones profondes afin de résister à la sécheresse, souvent terrible. La lutte contre l'érosion est permanente et les terrasses soutenues par de petits murets en pierre sèche sont artitisquement entrecoupées de "peus de gal", fossés qui canalisent le ruissellement. Au pied des versants, le sol est un peu plus épais et s'appuie sur de petis cônes de déjection élémentaires.