Le côté iodé et minéral des vins du Chablisien vient de la qualité des sols de l’étage géologique kimméridgien. Le vignoble de Chablis est implanté sur un sol d’origine sédimentaire daté du Jurassique supérieur et du Crétacé inférieur. Il se trouve dans une configuration exclusivement argilo-calcaire. Les vignes sont sur des sols bruns calcaires drainants et bien exposés.
Les couches sédimentaires sont quasiment disposées à l’horizontale et permettent d’observer, à flanc de coteaux, les différents niveaux stratigraphiques qui composent les sous-sols de l’appellation.
On distingue ainsi les formations géologiques suivantes :
– Les calcaires du Kimméridgien inférieur (noté J7a et J7b) se trouvent principalement dans le secteur sud-est de l’appellation et remontent jusqu’au village de Chablis. Le calcaire de Tonnerre (J7a) est un calcaire crayeux utilisé comme pierre de taille. On le trouve dans les zones les plus basses de l’appellation. Le calcaire à astartes (J7b), composé de coquillages lamellibranches, forme des saillies en bas de pente. Les deux zones couvrent des secteurs en appellation Chablis et Petit Chablis.
– Les calcaires et marnes du Kimméridgien moyen et supérieur (noté J8) couvrent les secteurs les plus qualitatifs de l’appellation. Cet ensemble géologique, riche en petites huîtres fossiles (Exogyra virgula), représente la délimitation historique du Chablisien ainsi que l’ensemble des climats classés en Premiers et Grands Crus. Les sols peuvent être relativement profonds, sur substrat marneux, ou proche de la roche mère et constitués de petits cailloutis.
– Les calcaires du Portlandien (calcaire du Barrois noté J9) se trouvent principalement sur les plateaux de l’appellation. C’est un calcaire dur et fin recouvert d’un sol peu profond. Ils couvrent essentiellement l’appellation Petit Chablis et quelques zones (au nord de Chablis) en AOC Chablis.
– Les calcaires de l’Hauterivien (noté n2 et n3) et marnes sables et argiles du Barrémien (noté n4a) sont des zones géologiques isolées au nord de l’appellation, sur les villages de Lignorelles et Villy. On y produit du Chablis et Petit Chablis.