El Campo de Cariñena es una llanura cerrada al suroeste por las sierras ibéricas, de tal forma que los depósitos de materiales descienden desde las últimas al llano determinando la utilización del suelo en cada caso.

En las estribaciones montañosas se presentan suelos pobres con sustrato rocoso muy cercano, de malos rendimientos y graves dificultades para el empleo de maquinaria agrícola.

A medida que las prolongaciones montañosas van perdiendo altura, el paisaje de colinas desciende suavemente hasta identificarse con la llanura de Cariñena. El suelo, a cierta altura, está formado por guijarros de los depósitos aluviales y coluviales y muestra las condiciones necesarias para el cultivo de la vid, pues no necesita mucha humedad pero cuando la recibe es capaz de conservarla durante largo tiempo. En estas zonas el clima se dulcifica y las cepas hallan el medio idóneo para su desarrollo.

Por su parte, en la llanura que se extiende paralela a la Sierra de Algairén y en la que se encuentra más del 80% de la Denominación de Origen se encuentran suelos de arcillas miocenas. Aquí hay cuatro tipos principales:

1. Cascajo. Suelo pardo calizo sobre depósitos alóctonos con áreas de suelo pardo rojizo. Es el suelo que ocupa mayor extensión en la Denominación de Origen Cariñena.
2. Royal. Tierras pardas meridionales sobre pizarras, principalmente y cuarcitas, con áreas de xeroranker y litosuelo. Este tipo de suelo ocupa el segundo lugar en extensión en la Denominación de Origen.
3. Tierra fuerte arcillosa. Suelo de terraza sobre suelo pardo calizo pedregoso sobre glacis muy destruidos o depósitos alóctonos calizos.
4. Calar. Suelo de xerorendxinas sobre margas, areniscas y a veces niveles de yesos, con áreas de suelo pardo calizo y litosuelos.

Otro tipo de suelos que ocupan menos extensión dentro de la Denominación de Origen Cariñena son los aluviales, procedentes de la sedimentación de los ríos Jalón y Huerva, en los términos de Almonacid de la Sierra, Alfamén, Muel, Mezalocha y Villanueva de Huerva.