Au-delà des mesures imposées par le cahier des charges de l'AOC Châteauneuf-du-Pape, les techniques de culture évoluent dans le sens d’une préservation accrue de l’environnement.
Pour protéger leur vignoble, les vignerons de Châteauneuf-du-Pape utilisent de plus en plus des méthodes respectueuses de l’environnement. Parmi les solutions biologiques existantes, la « confusion sexuelle » occupe une large place au sein du l’appellation. Utilisée depuis plus d'une quinzaine d’années contre le vers de la grappe, l’un des principaux fléaux de la vigne, elle consiste à poser dans les parcelles des diffuseurs émettant des hormones en surabondance. Désorientés, les mâles deviennent incapables de trouver les femelles et la reproduction n’a pas lieu. À ce jour, près de 2 000 hectares de vignes, soit environ 60% du vignoble, sont protégés de la sorte.
À Châteauneuf-du-Pape, bon nombre de domaines sont certifiés en agriculture biologique. En France, plusieurs organismes certificateurs sont chargés de contrôler et de labelliser les producteurs de vin. Petit à petit, ce mode de culture se généralise dans le vignoble de Châteauneuf-du-Pape. S’ils ne sont pas officiellement certifiés, de plus en plus de domaines suivent eux aussi les préceptes de l’agriculture biologique.
Dans son sillage, la biodynamie est en pleine expansion. Comme l’agriculture biologique, elle proscrit l’emploi de produits de synthèse, mais relève d’une philosophie différente. Elle consiste à favoriser la vie d’un grand nombre d’espèces différentes et vise à maintenir les ennemis de la vigne à un niveau tolérable. Les préparations utilisées sont élaborées à base de matières végétales, animales et minérales transformées. Elles permettent à la vigne de renforcer son immunité en respectant l’équilibre naturel de la faune et de la flore. Cette forme d’agriculture n’est pas nouvelle, elle remonte au début du XXe siècle avec les travaux de Rudolph Steiner.
Aujourd'hui, un tiers de la superficie de l’AOC Châteauneuf-du-Pape est conduite en viticulture biologique contre 14 % dans le reste du vignoble français.
