Il vitigno principe della Denominazione è il Sangiovese, con una presenza minima del 60 %, fino ad arrivare al 100% nei vini che vogliono rivendicare la dicitura “Terre di Casole Sangiovese”.
Oltre all Sangiovese, tra i vitigni autoctoni, si registra la presenza di Canaiolo nero, Colorino, Malvasia nera , oltre a Malvasia bianca lunga e Trebbiano toscano, varietà idonee alla coltivazione nel territorio regionale che, perciò, concorrono eventualmente nella percentuale riservata ai vitigni complementari, affiancato da varietà alloctone quali lo Chardonnay (e le altre Merlot, Cabernet Sauvignon, Syrah, petit Verdot eventualmente presenti tra i vitigni complementari).
I produttori locali hanno voluto darsi un disciplinare mirato a garantire una produzione di alto pregio, nello stesso tempo esprimere al meglio le peculiarità le vocazioni dei singoli terroirs.
Dal momento della nascita, i vini della denominazione, seppur al momento ancora una produzione parziale rispetto al potenziale produttivo , sono presenti in vari mercati internazionali.