兩次投料，即下沙、造沙，這是茅臺酒生產打基礎的環節。下沙指在重陽時，把高粱磨成二八成，潤糧加母糟蒸透，攤涼，拌曲，經堆積發酵后又入窖發酵一月。造沙，是將高粱磨成三七成，與下沙時發酵的酒醅混合蒸熟又循環往復下沙的工藝。茅臺的季節性生產、二次投料，即河谷地早熟的高粱先投，山頂晚熟的高粱后投，幾乎不經粉碎就蒸，完全是農業社會的特征。因此季克良先生說:“貴州茅臺酒工藝是中國白酒工藝的活化石。”
    酒美在于香，“生香靠發酵”。白酒的發酵工藝直接決定著酒的香型和品質。茅臺酒發酵工藝優于其他名白酒發酵工藝的典型特點表現在以下兩個方面:
    一是其他名白酒只經過窖池發酵一種方式，只產生一種香型。而茅臺酒的發酵需要采取兩種方式。其間的玄妙，讓觀者著迷。茅臺酒的兩種發酵方式，即堆積發酵和入池發酵。堆積發酵就是通過把酒醅攤涼，高溫堆積，在地面上充分攝取、網羅、繁殖、篩選環境中有益的微生物，柔和升華、發酵，彌補了大曲微生物中某些數量和品種的不足，生成了大量的香味物質和前驅物質，為入池發酵最大限度創造了活力，旨在納天之“精華”。
    入池發酵是在堆積發酵到一定程度后，把酒醅用窖泥密封于窖池中發酵，意在吸地之“靈氣”，是產酒產香的發酵。封閉式發酵的這段時間，就像一個人從幼年走向青年之前的積累時期，是一個自我思考、自我沉淀、自我修煉的過程，為未來出爐強身健骨。封閉式發酵給了我們深刻的思考:須有守成，才可穩固根基。精髓的東西，一定是需要一個內在的固守與堅持。所以茅臺集團始終堅質量第一，視質量為生命，祟本守道，堅守工藝，不挖老窖，不賣新酒。正是這種執著的積淀令世界上最高貴的酒香，有了難以更替的根基。
    茅臺白酒純糧固態發酵工藝歷經千年，其神奇之處在于它能夠根據外部氣候環境變遷，不斷改內部參與發酵的菌群和數量，使發酵小環境與生態大環境有機統一。就像中國傳統文化中所強陰陽調和，充滿辯證和諧。茅臺酒的特質就是在開放與封閉不斷變化的環境中逐步形成，堆積開放發酵和入池封閉發酵相交替，化天地之精氣靈韻，攝高粱、小麥之精華營養為玉液。由于茅臺酒發酵的這段時間，酒醅的各層次的微生物數量和品種不相同，因此，即使是同一個酒窖的酒醅，也可以生產出三種不同香型的酒，其中:醬香型酒由窖的頂部、中部酒醅產生，窖底香型酒由窖底酒醅產生，醇甜香型酒由中部酒醅產生。這是世界釀酒史上獨一無二的奇觀。不同香型的酒各含有不同的成分，三種香型酒融合而成的茅臺酒是一種“復合香”，其香味香氣成分種類是所有蒸餾酒中最多、最豐富、最協調、最具層次感的;其“溢香”、“聞香”、“口香”、“留香”效果均勝于其他蒸餾酒。
    二是其他的各種香型名白酒，只經過2~3次，最多5次發酵;而茅臺酒則要經過8次堆積發酵和窖池發酵，每一次入窖前都要噴灑一次“尾酒”(即“回沙”)。其他名白酒的發酵時間如濃香型酒為60天、清香型酒為28天、鳳香型酒為14天;茅臺酒的發酵時間長達9個月，遠比其他名白酒發酵時間長。經過這樣長時間的反復發酵，產生的微量元素和香氣香味成分自然遠比其他任何蒸餾酒要多得多。研究表明，茅臺酒的微量元素竟達 1400 多種，可定性定量研究的也有 867 種。

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