La fermentación alcohólica consiste en la descomposición de los azúcares contenidos en el mosto: glucosa y fructuosa en etanol o alcohol etílico y en anhídrido carbónico, corrientemente llamado gas carbónico, que, expresada en términos químicos, se establece la ecuación ya formulada por Gay-Lussac en el año 1820.

C6H1206 = 2(CH3-CH2OH) + 2 CO2
glucosa etanol anhídrido carbónico

Es decir, una molécula de glucosa produce 2 de etanol y 2 de anhídrido carbónico, lo que, traducido en peso, supone que 180 g de glucosa producen 92 g de etanol y 88 g de anhídrido carbónico.
La causa de la fermentación alcohólica fue demostrada por Pasteur, que descubrió que ésta no era más que el resultante de un fenómeno bioquímico, la vida de un ser vivo unicelular, la levadura, el cual, en lugar de tomar el oxígeno que precisa para su proceso respiratorio directamente del aire, lo toma de otra sustancia, en este caso la glucosa o la fructosa del mosto a las que descompone. Este tipo de respiración propia de muchos organismos vivos, entre ellos las levaduras, recibe el nombre de respiración anaerobia.
En resumen, la fermentación alcohólica no es mís que el resultado del proceso respiratorio anaerobio de unos seres vivos, llamados vulgarmente levaduras. Este proceso, demostrado ya por Pasteur, que la reacción de Gay-Lussac no se cumple completamente, sólo en un 95 %, siendo el 5 % restante una serie de sustancias como glicerina, ácido succínico, etc., producidas en lugar de alcohol y de anhídrido carbónico, resultantes del proceso metabólico de las levaduras.

Antes de explicar qué son las levaduras, sus procesos y reacciones, incidiremos en un fenómeno de gran importancia práctica para la seguridad del fabricante de vino, es decir, con la producción de anhídrido carbónico.
El anhídrido carbónico o gas carbónico (CO2), se encuentra normalmente en pequeña proporción en el aire. Es un gas inerte, pero al ser más denso que el aire se deposita en las partes bajas, primero a ras del suelo y luego paulatinamente, subiendo mientras desplaza el aire y, por lo tanto, el oxígeno que nos es preciso para respirar, llenando completamente los lagares y bodegas, sobre todo si están enterradas en el suelo. Antes de entrar en un lagar debemos tomar las precauciones pertinentes. En consecuencia, comprobaremos el nivel de oxígeno mediante una llama. En caso de que se apague, significa que falta oxígeno. Ventilaremos convenientemente el lagar hasta comprobar que la disminución de anhídrido carbónico es suficiente.
Teniendo en cuenta que 1 1 de gas carbónico pesa 2 g, 180 g de glucosa producirán 90 1 de gas carbónico; estos 180 g de glucosa están contenidos en 2 1 de mosto aproximadamente, lo que nos indica que 2 1 de mosto producen 90 1 de gas carbónico.
Puede observarse, en forma experimental, el curso de la fermentación alcohólica, bastará colocar en una botella blanca y transparente que permita la perfecta visión de unos 75 cm3 de mosto recién obtenido. Se tapará la botella con una torunda de algodón para evitar posibles contaminaciones debidas a diversos microorganismos distintos a las levaduras y presentes en el polvo en suspensión.
Al cabo de pocos días, el mosto entra en actividad, empieza la fermentación, el gas carbónico empieza a desprenderse en forma de pequeñas burbujas, primero a una cadencia lenta que, paulatinamente, va acelerándose, hasta llegar a ser tumultuosa. Las burbujas se forman en el fondo de la botella y atraviesan toda la capa de mosto hasta llegar a la superficie donde estallan. En el fondo de la botella donde se originan las burbujas, se forma un depósito amarillo que al principio no existía y que va en aumento hasta que permanece inalterable. En este momento, cesa paulatinamente el desprendimiento de burbujas. La fermentación ha terminado, por haberse terminado el azúcar del mosto ya completamente convertido en alcohol. El líquido claro resultante, ya no es ni viscoso, ni dulce, ya no es mosto, es vino y puede separarse del depósito amarillo del fondo formado por el conjunto o colonia de levaduras originadas por la sucesiva reproducción de unas pocas introducidas, al principio, con el mosto y procedentes de la parte exterior de la cubierta del grano de uva.

Si se examina al microscopio una pequeña parte del depósito amarillo formado por las levaduras, podremos observar pequeños corpúsculos, separados o reunidos, formando rosarios de forma esférica o elíptica. Su tamaño es de unas 10 micras, o sea, que serían necesarias 100 levaduras colocadas en fila para cubrir la longitud de un milímetro.