茅台酒用高粱因为颗粒细小，颜色呈红褐色，与赤水河河沙的颜色极为相似，在茅台酒酿造工艺中又叫“沙”。
只有在赤水河周围特有的水分、土壤和气候环境下生长的红高粱，才能酿制出品质卓越的茅台酒，这也是茅台酒不可复制的原因之一。
茅台酒以高粱为生产原料，最早见于1741年鄂尔泰监督修撰的《贵州通志》，书中记载：“按黔省所产之酒，以仁怀茅台村之高粱最佳”，说明茅台一带在此之前就盛产高粱酒。
1841年编撰的《遵义府志》记载：“茅台酒黔省称第一，……其料纯用高粱者上，用杂粮者次之……”，说明此时酿酒用高粱或者其他杂粮做原料，但高粱酒酒质最好。
1936年发行的《续遵义府志》引用《近泉居杂录》中茅台酒制法：“纯用高粱作沙煮熟，和小麦曲三分”，表明此时已全部采用高粱作为酿酒原料。
作为酿酒原料，高粱中淀粉总含量及结构、蛋白质、脂肪、单宁及矿物质含量等，直接影响酒质和出酒率。
科研成果表明，南北方高粱在淀粉总含量、蛋白质、脂肪、矿物质含量等方面区别不太明显，但是在淀粉结构、单宁和角质含量上有显著不同。
南北方高粱的淀粉总含量都在60%以上，但在淀粉结构中，直链淀粉和支链淀粉所占的比例有显著区别。
北方高粱直链淀粉含量高，支链淀粉含量低。
茅台酒用高粱正好相反，直链淀粉含量低，支链淀粉含量高达90%以上，截面呈玻璃质地状，是其他高粱品种的几倍甚至几十倍。十分有利于茅台酒回沙工艺的多轮次翻烤，使每一轮的营养消耗都在合理范围内。
高粱籽粒中单宁为复杂的高分子多元酚类化合物，能赋予茅台酒独特的香味。
北方高粱主要用于食用、以及清香型和浓香型白酒酿造，培育标准之一就是降低单宁含量，减少苦涩味，提高蛋白质利用率。但适量的单宁对发酵过程中有害微生物有抑制作用，且能生成单宁衍生物——多元酚化合物，赋予高粱酒特殊的香味。
同时单宁又有收敛作用，当含量达到3%时，会抑制酿酒微生物的繁殖。所以，单宁含量高低决定着高粱酒的风味。
研究表明高粱果皮和种皮越厚，颜色越深，单宁含量越高，反之含量越低。
茅台酒用高粱粒小皮厚，颜色为深褐色，单宁含量适中，为1.5%-2.0%，不仅耐蒸煮、耐翻造，还能通过酱香工艺发酵形成茅台酒特有的芳香类物质，也是茅台酒幽雅细腻、回味悠长的重要因素。
角质，又称玻璃质，一般认为含量越低酒质越好。实验结果表明南方高粱玻璃质含量远低于北方高粱。
如今，赤水河谷漫山遍野的茅台酒用高粱正虔诚的低着头弯着腰，等待着九次蒸煮、八次发酵、七次取酒的极致考验，只为成就每一滴酱香突出、优雅细腻、回味悠长、空杯留香持久的茅台酒。
