Zonas
En el corazón de la depresión prelitoral catalana, entre las montañas prelitorales y las pequeñas llanuras del litoral mediterráneo, maduran las viñas del Penedès. La DO está formada por tres zonas diferentes: el Penedès Superior (cerca de las montañas prelitorales), el Penedès Marítimo (junto al mar y en las montañas costeras) y el Penedès Central (entre estas dos zonas).

Microclimas
La Denominación de Origen Penedès presenta una gran variedad de microclimas, debido a su proximidad a la costa y a su altitud. El clima es típicamente mediterráneo, es decir, suave y cálido. La zona del Penedès marítimo (Baix Penedès y Garraf) es más suave debido a la influencia y proximidad del mar. El Penedès superior (Alt Penedès, Alt Camp, Anoia y Baix Llobregat) presenta precipitaciones más frecuentes y un mayor contraste entre las temperaturas máximas y mínimas. El Penedàs central (principalmente el Alt Penedès) es el compendio de ambos microclimas.