Les terroirs de la Fiole du Pape sont diversifiés, issus des communes de Châteauneuf-du-Pape, Courthézon, Sorgues, Orange, et Bédarrides. La cuvée est un assemblage de nombreux cépages, principalement le grenache (70%), syrah, mourvèdre, cinsault, et petites quantités de clairette, counoise, et vaccarèse. Les parcelles sont souvent complantées avec une diversité de cépages, incluant parfois des variétés anecdotiques.
Les sols se divisent en quatre types principaux: sables, safres, calcaro-sableux avec pierres calcaires (lauses), et argiles rouges recouvertes de galets. Chaque type de sol apporte des caractéristiques distinctes aux vins: concentration et tannins pour les terres argileuses, complexité aromatique pour les safres, finesse pour les sables, et fraîcheur pour les lauses. Cette diversité confère à la Fiole du Pape sa complexité et sa rondeur, le tout sublimé par l’art de l’élevage et de l’assemblage.