Chateauneuf du Pape ist die berühmteste Appellation des südlichen Rhonetals. Sie wird im Westen von der Rhône begrenzt, und der berühmte Mont Ventoux liegt 40 km weiter östlich. Die Stadt Châteauneuf liegt auf einer Anhöhe und besitzt ein altes Schloss in 110 m Höhe. Die umliegenden Weinberge befinden sich auf einem hügeligen Gelände und einer großen Hochebene, die westlich des Mont-Redon (119 m) beginnt, nach Osten zu ihrem höchsten Punkt in Pied Long (128 m) führt und im Süden im lieu-dit La Crau endet. Das 3 318 ha große Gebiet bietet eine sehr große Vielfalt an sehr guten und lagerfähigen Rotweinen. Die Appellationsvorschriften erlauben einen Rebmischsatz von bis zu 13 Rebsorten. Die meisten Weine kommen jedoch mit den drei besten Rebsorten aus: Syrah, Grenache und Mourvedre.
Die Boden und Unterboden können sehr unterschiedlich sein. Verallgemeinernd kann man sagen, dass es im (felsigen) westlichen Teil von Châteauneuf-du-Pape Kalkböden gibt, auf den Hochebenen Sand- und Lehmböden, die mit großen Steinen bedeckt sind, im nördlichen Teil der Appellation Mischböden aus Sand, rotem und grauem Ton und Kalkstein, im Osten weniger steinige Böden, die sich mit Mergel abwechseln, und im Süden flache Sand- und Lehmböden auf einer gut entwässerten Kiesschicht. Die großen Kieselsteine tragen zur Qualität der Reben und Trauben bei, indem sie tagsüber die Wärme speichern und das Wasser zurückhalten.