La madurez fisiológica o sobremadurez empieza cuando la uva ha alcanzado su tamaño máximo y la concentración más alta de azúcares. En este punto, el grano empieza a disminuir de tamaño, la uva pierde agua y se pasifica. A partir de este momento, deja de sintetizar compuestos enolicamente deseados para la elaboración del vino. Se registra un aumento en la concentración de los componentes de la pulpa, en especial de los azúcares (a causa de la deshidratación de la uva), y los compuestos aromáticos y fenólicos empiezan a degradarse. Sin embargo, es preferible iniciar el proceso de elaboración del vino con un principio de sobremaduración.

Durante este proceso, el grano se separa de la planta y, por lo tanto, queda a merced de agentes externos como la lluvia, la humedad o la aparición de hongos. Se produce una marchitación del grano y un notable deterioro de la baya.