Le Charmes-Chambertin est composé de raisins provenant de deux parcelles de l'appellation Charmes-Chambertin et d'une parcelle de Mazoyères-Chambertin. En Bourgogne, le mot « Charmes » fait référence aux anciens champs communaux qui sont devenus abandonnés et envahis par la végétation. Ici, « Charmes » signifie « paille » ou « chaume ». Mazoyères tire son nom des petites cabanes construites par les vignerons pour stocker leurs outils. 
Le sol du vignoble de Charmes-Chambertin est composé de calcaire à crinoïdes sur les pentes supérieures et de calcaire de Comblanchien plus bas.