Das Weinanbaugebiet Mittelrhein ist nur 456 Hektar groß und liegt auf etwa 65 Kilometer an steilen Hängen entlang des Rheins zwischen Bingen und Bonn.
Das Klima am Mittelrhein ist mild, das heißt es hat 9,3 Grad Celius durchschnittlich, denn über das Rheintal fließt warme Luft in die Region. Außerdem fungiert der Rhein als Wärmespeicher – und auch über die steilen Hänge fließt kalte Luft schnell nach unten ab, wo sie vom Rhein weggetragen wird. Das alles führt zu einer langen Vegetationsphase bis in den Herbst hinein, weshalb sich der spätreifende Riesling hier besonders wohl fühlt: Das Anbaugebiet ist für Riesling bekannt, der hier auf siebzig Prozent der Rebfläche angebaut wird. Ansonsten werden noch die ebenfalls spätreifende Spätburgunder sowie Müller-Thurgau angeboten.
Das Anbaugebiet ist in zwei Bereiche untergliedert: der Bereich Siebengebirge ist ein kleiner Abschnitt direkt südlich von Bonn, am unteren Mittelrhein, den Großteil des Mittelrheins umfasst jedoch der Bereich Loreley am unteren Mittelrhein, innerhalb dessen sich auch der sogenannte „Romantische Rhein“ zwischen Bingen und Koblenz befindet, dessen Schieferhänge mineralische, säurereiche Weine ergeben. Die Rebflächen befinden sich hier vor allem linksrheinisch. Nördlich von Koblenz prägen vulkanische Komponenten den Boden – die Reben stehen hier vornehmlich auf der rechten Seite des Rheins.
Seit 2002 ist das Obere Mittelrheintal UNESCO-Weltkulturerbe aufgrund seiner langen Geschichte der Verbindung des Menschen mit einer aufregenden Naturlandschaft. Dort, wo der Rhein das Schiefergebirge durchbricht, an der fünf Kilometer langen Binger Pforte, tritt er in einen Talabschnitt ein, an dem nacheinander bekannte Burgen und bereits im Mittelalter an den Hängen angelegte Weinbergsterrassen stehen.

Schon gegenüber von Bingen liegen die Weinberge des Rüdesheimer Berges, die noch zum Rheingau gehören. Die Kleinstadt Lorch im 15 Kilometer langen Bacharachtal ist von terrassenförmig angelegten Weinbergen umgeben; Bacharach selbst verfügt über ein mittelalterliches Erscheinungsbild, während in Kaub Baudenkmäler wie die Burg Pfalzgrafenstein und die ebenfalls terrassenförmigen Weinberge das Bild prägen.
Bei Oberwesel beginnt sich die Lanschaft zu verändern: Sie geht von weichen Tonschieferböden über zu hartem Sandstein, weshalb sich eine Reihe von Talengen gebildet hat, an deren bekanntester die Loreley steht. Dieser enge Flussabschnitt war einst für den Schiffverkehr gefährlich – und angeblich wurde hier auch der sagenhafte Schatz der Nibelungen versenkt.
Am rechten Rheinufer liegt Sankt Goarshausen mit der Burg Katz. Die Burg Reichenberg erinnert an Kreuzfahrerfestungen in Syrien und Palästina, und Bad Salzig am linken Ufer markiert den Beginn eines Rheinabschnittes mit hufeisenförmigen Schleifen, wie beispielseise die Bopparder Schleife. Boppard – neben Bacherach sicherlich der bekannteste Weinort am Mittelrhein – war ursprünglich ein römisches Kastell. Dahinter liegt Osterspai, das mit Niederspay eine Stadt bildet.
Am linken Ufer liegt Rhens, wo im 15. Jahrhundert die deutschen Kaiser nach ihrer Wahl und Krönung inthronisiert wurden. Die Marksburg über Braubach ist die einzige verbliebene mittlalterliche Befestigung des Mittelsrheins, während Burg Stolzenfels im Jahr 1835 von den Preußen restauriert wurde.