Виноград относится к семейству Виноградовые — Ампелидеа, или Витацеа. По последней классификации семейство объединяет 14 родов, которые насчитывают 968 видов, различающихся между собой по морфологическим признакам и произрастающих в регионах с тропическим, субтропическим и умеренным климатом. Строение органов у различных видов семейства Bиноградовые связано с условиями произрастания. Представители этого семейства — лазящие древесные лианы с мощным стволом, реже прямостоячие или стелющиеся кустарники и низкие деревья. Однолетние побеги тонкие, с длинными междоузлиями и утолщенными узлами. Развиваются ежегодно из почек, формирующихся в пазухах листьев, а у некоторых видов — из подземного стебля. В процессе эволюционного развития у представителей семейства Виноградовые выявилось четыре типа ветвления побегов: симподиальное с усиками; симподиальное без усиков, с образованием бокового соцветия; моноподиальное со спиральным расположением листьев; моноподиальное с очередным двухрядным расположением листьев. Листья простые, реже сложные, разнообразны по форме, величине, степени рассеченности и другим признакам.
Соцветия в виде метелки, ложного зонтика или кисти расположены против листьев. Цветки мелкие, зеленоватые, обоеполые или раздельнополые, чаще пятичленного строения. Чашечка сростнолепестная. Венчик прикреплен к подпестичному диску, имеет четыре – пять, реже шесть – семь лепестков. Во время цветения венчик раскрывается звездочкой, а у рода Витис — опадает в виде колпачка. Тычинок с двугнездовым пыльником пять, иногда шесть-семь. Расположены против лепестков. Завязь чаще двугнездная, верхняя с двумя анатропными обратными семяпочками в каждом гнезде. Столбик короткий или удлиненный, иногда шиповидный. Рыльце чашевидное или головчатое. Плод — мясистая, сочная или сухая ягода с одним — четырьмя семенами. Кожура семени имеет твердую оболочку. На брюшной стороне семени имеется семяшов и две бороздки. Семяшов оканчивается на спинной стороне округлой халазой. Полость семени заполнена эндоспермом. В носике (клювике) семени расположен зародыш.
Большинство родов семейства Виноградовые произрастает в диком виде. Самыми распространенными из них являются Циссус, который объединяет 319 видов, Тетрастигма — 120 видов, Ампелоциссус — 90 видов, Ампелопсис — 23 вида и другие. Некоторые виды, имеющие красивую окраску листьев, применяют в декоративных целях — для создания беседок, террас и вертикального озеленения. Многие дикорастущие виды обладают иммунностью к филлоксере и грибным болезням, но отсутствие совместимости (аффинитет) не дает возможности использовать их для гибридизации с культивируемыми видами. Наибольшее распространение и практическое применение получил род Витис.
Род Витис (vitis) объединяет более 70 видов. Около 20 культивируемых видов, относящихся к этому роду, представлены многолетними лианами или лазящими кустарниками. Распространены в умеренных и субтропических областях Европы, Азии и Америки. Побеги тонкие, длинные, имеют узлы, на которых расположены листья, соцветия и усики. Листья простые, различаются по величине, форме и степени рассеченности. Чаще встречаются пятилопастные листья, реже трех- и семилопастные. Цветки мелкие, собраны в соцветия типа метелки (сложная кисть). В культуре растения имеют обоеполый или функционально женский цветок, дикие виды двудомны. Чашечка цветка сросшаяся, состоит из пяти чашелистиков; венчик — из пяти лепестков, которые в начале цветения остаются сросшимися. Поэтому венчик, не раскрываясь, опадает с цветка в виде колпачка. Тычинок пять, иногда семь, завязь двугнездная, с двумя семяпочками в каждом гнезде. Плод — сочная ягода, содержит одно — четыре семени. Семена мелкие, грушевидной формы, с более или менее длинным клювиком, имеют два углубления на брюшной стороне и ясно выраженную халазу на спинной. Усики ветвистые, закручивающиеся, расположены против листьев прерывисто, за исключением вида Лабруска, у которого усики расположены непрерывно по всему побегу, кроме двух-трех самых нижних узлов.
Род Витис имеет два подрода: Эувитис, или настоящий виноград, с числом хромосом 2n — 38 и Мускадиниа 2n — 40.
Первый подрод объединяет в трех группах более 68 видов, о которых подробно будет рассказано далее.
Второй подрод имеет два вида: Витис мунсониана и Витис ротундифолиа. Побеги этих видов имеют плотную неотмирающую кору с явно выраженными чечевичками; в узлах нет диафрагмы. Усики простые, соцветия короткие, с небольшим числом цветков. Ягоды опадают по мере созревания. Семена продолговатые, без клювиков. Эти виды произрастают в юго-восточной части США и в центральной и южной частях Флориды. Однако в культуре используют только В. ротундифолиа, от которого путем гибридизации и отбора лучших растений получено свыше 20 сортов. В. ротундифолиа обладает абсолютной иммунностью к филлоксере и устойчивостью к грибным болезням и нематодам, чувствителен к содержанию в почве извести. Применяя методы отдаленной гибридизации, ученые используют В. ротундифолиа в качестве донора генов устойчивости к вредителям (филлоксере) и болезням при создании высококачественных сортов винограда.
Виды винограда, входящие в подрод Эувитис, по характерным признакам и свойствам, обусловленным влиянием экологических условий их обитании, делят на три группы: европейско-азиатскую (один вид), американскую (28 видов) и восточноазиатскую (около 40 видов).