索诺玛谷位于索诺玛县南部，是加州最著名的葡萄酒产区之一。AVA于1982年被确认，它的风土条件多种多样，与北方的俄罗斯河谷相比，它受流经佩塔卢马峡谷的冷雾的影响较小。它主要种植葡萄品种，在温暖、阳光充足的气候中茁壮成长，包括赤霞珠、仙粉黛和霞多丽。

该地区覆盖了索诺马县东南角的一小部分地区，与索诺马北部著名的AVAs完全分离，包括俄罗斯河谷、亚历山大谷和骑士谷。相反，索诺马山谷位于Mayacamas和索诺马山脉之间，由索诺马溪(Sonoma Creek)排干，这是索诺马县两条主要河流之一(另一条是长得多的俄罗斯河)。索诺玛河发源于马亚卡马斯山脉的Sugarloaf山脊，向南流了大约35英里(60公里)，最后流入圣巴勃罗湾。索诺玛AVA山谷沿着这条小溪一直延伸。

该地区的气候受到其丘陵之间的庇护位置的影响，但也受到其靠近南部的圣巴勃罗湾的影响，这为葡萄园提供了温和的温度。与索诺玛山谷更著名的东部邻居纳帕谷(Napa Valley)一样，索诺玛山谷的南端围绕卡内罗斯AVA(Carneros AVA)的气候更凉爽。清晨，来自海湾的雾气笼罩着葡萄园，减缓了成熟过程。这颗AVA被大致分成了两半，分别位于索诺玛和纳帕，代表着两个山谷的交汇点。它被广泛认为是北加州最好的黑比诺和霞多丽葡萄酒的产地，这意味着几乎所有来自山谷这一地区的葡萄酒都使用Carneros头衔，而不是索诺玛山谷的名称，索诺玛山谷也有权使用这个名称。

再往北，远离圣巴勃罗湾，海洋降温的影响强度大大降低。葡萄园坐落在索诺玛山和班尼特山谷周围的山丘上，海拔越高，夜晚越凉爽，温度越温和。在这里，赤霞珠(Cabernet Sauvignon)和仙粉黛(Zinfandel)在葡萄园中更为常见，它们可以酿制醇厚、成熟的红葡萄酒。

这里最早的葡萄园建立于19世纪50年代末，大约与乔治·C·扬特(George C Yount)在马亚卡马斯河(Mayacamas)上方开始生产纳帕谷(Napa Valley)葡萄酒的时间相同。位于索诺玛镇东郊的Buena Vista和Gundlach Bundschu酒厂分别成立于1857年和1858年。如今，一些索诺玛最大的品牌在索诺玛谷生产葡萄酒，包括基斯特勒(Kistler)葡萄园、路易·m·马提尼(Louis M. Martini)和塞巴斯蒂安(Sebastiani)葡萄园。