Winorośl należy do rodziny winoroślowatych, czyli Viticae, a precyzyjniej jednego z jej rzędów - Vitis. W Europie i Azji najważniejszym rdzennym gatunkiem winorośli jest Vitis Vinifera, w Azji - Vitis Amurensis, w Ameryce Północnej - Vitis Labrusca, Vitis Aestivalis, Vitis Rotundifolia, Vitis Munsoniana, Vitis Rupestris, Vitis Riparia, Vitis Berlandieri, Vitis Lincecumi.
Spośród wymienionych gatunków winorośli dla współczesnego winiarstwa najważniejsza jest Vitis Vinifera, czyli winorośl europejska lub właściwa, której współczesna forma wykorzystywana przez winiarzy nazywa się Vitis Vinifera Sativa, wywodząca się od dzikiej winorośli leśnej podgatunku Vitis Vinifera Silvestris, którą możemy jeszcze spotkać dzisiaj w umiarkowanej strefie klimatycznej Europy i Azji. Vitis Vinifera jest jedną z najstarszych roślin uprawnych, a jej udomowienie miało miejsce około 4 tysiące lat p.n.e. na terenach współcześnie znajdujących się w granicach Gruzji i Armenii. Z Vitis Vinifera Silvestris wywodzą się wszystkie szczepy winorośli używane w dzisiejszych czasach do produkcji win jakościowych. Wieki upraw i selekcje dokonywane przez winiarzy, dały efekt kilku tysięcy odmian, z których około trzystu ma znaczenie dla produkcji wina.
Oprócz odmian i krzyżówek winorośli właściwej, do produkcji używa się na świecie także innych rodzin winorośli, np. Vitis Labrusca czy Vitis Rotonda, lub mieszańców różnych rodzin, głównie Vitis Vinifera z innymi. Najsłynniejsze i najczęściej sadzone odmiany na świecie to tzw. odmiany międzynarodowe, głównie francuskiego pochodzenia. W ich skład wchodzą m.in. Chardonnay, Sauvignon Blanc, Riesling, Cabernet Sauvignon, Merlot, Pinot Noir i wiele innych. Każdy kraj, szczególnie w Europie, może pochwalić się swoimi rdzennymi szczepami dającymi wielkie wina w swych najsłynniejszych regionach, jak np. Tempranillo w Hiszpanii, Sangiovese i Nebbiolo we Włoszech czy Gruner Veltliner w Austrii.