I Bourgogne varierer geologien og jordens fysisk-kemiske sammensætning betydeligt, ikke kun fra den ene vingård til den anden, men også inden for samme vingård, samme landsby og endda samme lokalitet. Denne mangfoldighed forklarer, hvorfor Bourgognes vinmarker fremstår som en sand mosaik af tusindvis af parceller, der her kaldes »climats«. Disse climats er ofte meget små — La Romanée er for eksempel verdens mindste vinappellation med kun 0,8 hektar.
På trods af denne store variation i jordbunden har Bourgogne en geologisk enhed fra nord til syd. Jordbunden er hovedsagelig sedimentær og består af ler, marl og kalksten, der blev aflejret for omkring 150 millioner år siden i Jura-perioden. Disse lag hviler på et endnu ældre underlag, der blev dannet for næsten 250 millioner år siden og består af granit, vulkansk lava, gnejs og skifer.
Det er forvitringen af de sedimentære havbjergarter, der har skabt regionens berømte ler-kalkholdige jordarter. Disse specifikke jordtyper er ideelle for burgundiske druesorter som Pinot Noir og Chardonnay, et unikt udtryksgrundlag, der er årsagen til Bourgognes viners typiske karakter og verdensomspændende ry.