Le terroir de Beaucastel est marqué par la violence du Rhône. Il est constitué d'un banc de molasse marine du miocène, couvert par un diluvium alpin. La présence importante de cailloux roulés reste le témoignage de l'époque où le Rhône, alors torrent, arrachait aux flancs des Alpes des fragments de roche qu'il déposait une fois arrivé dans la plaine.