葡萄酒中的单宁和香兰素等酚类化合物是可以从橡木酒桶中陈酿中提取的。儿茶素是类黄酮，有助于构建各种单宁，并有助于感知葡萄酒中的苦味。它们在葡萄籽中浓度最高，但也存在于葡萄皮和茎中。儿茶素在葡萄浆果的微生物会在防御中发挥作用，当葡萄藤受到霜霉病等葡萄病的攻击时，葡萄藤会以更高的浓度生产更成熟的葡萄。因此在凉爽潮湿的气候中，葡萄藤比干燥炎热的气候中的葡萄藤的儿茶素产生水平要高。
儿茶素与花青素和单宁一起作为一种抗氧化剂，它们增加了葡萄酒颜色的稳定性，使葡萄酒保持的时间更长。儿茶素的数量各不相同，有些葡萄品种的儿茶素浓度很高，而梅洛葡萄和西拉葡萄的儿茶素浓度却很低。
在凉爽的气候下，由黑比诺制成的葡萄酒往往比温暖气候下的赤霞珠等品种酿造的白藜芦醇更多。羟基肉桂酸是葡萄酒中最重要的非类黄酮酚，四个最丰富的是经卡夫塔酸、顺式和跨库塔里酸以及反式费他性酸。在葡萄酒中，它们也以自由形式存在，反式咖啡因酸、反式p-香酸和反式非富酸。
白藜芦醇是一种酚类化合物，在葡萄酒葡萄皮中浓度最高。红葡萄酒和白葡萄酒葡萄品种都有白藜芦醇，但在红葡萄酒酿造中更频繁地使用果皮接触葡萄酒和浸渍，使红葡萄酒的白藜芦醇比白葡萄酒的多10倍。紫外线辐射人工可以刺激白藜芦醇的产生，它通常由葡萄藤作为微生物防御手段产生。在波尔多和勃艮第等葡萄病风险较高的凉爽潮湿地区，葡萄藤往往比加利福尼亚州和澳大利亚等温暖、干燥的葡萄酒产地拥有更高水平的白藜芦醇葡萄。白藜芦醇的水平也与不同的葡萄品种有关，麝香和皮诺家族的白藜芦醇水平很高，而赤霞珠家族则以白藜芦醇水平较低而闻名。
香兰素是一种酚醛，与在橡木中陈酿的葡萄酒中的香草味有关。葡萄本身自然存在一些微量的香兰素，但它们在橡木桶的木质素结构中最为突出。较新的桶会产生更多的香兰素，目前的浓度会随着每次后续使用而下降。葡萄酒中有许许多多的化合物，都对葡萄酒起着重要的作用。
