Der Rheingau bildet das Vorhügelland des Taunus, welcher sich in hangparallelen Flussterrassen zum Rhein hin gliedert und sich quer dazu von kleinen Taunusbächen zerriedelt. Durch die meist lössbedeckten Riedel und dem durch Südexposition ausgeprochen günstigen Klima für den Weinanbau entwickelte sich hier eine über Jahrhunderte existente Kulturlandschaft aus. Die Landschaftseinheit geht im Norden von etwa 300 m ü. NN in den ca. 500 m ü. NN hohen südlichen Taunusquarzitzug über, im Süden grenzt sie direkt an den Rheinstrom, der bei Mittelwasser ein Niveau von ca. 80 m ü. NN erreicht. Der Rheingau erfährt im Westen seine natürliche Abgrenzung durch den Rheindurchbruch mit seinen steilen Gebirgshängen in das Mittelrheinische Schiefergebirge, während im Osten der Rhein-Main-Ballungsraum die Landschaftsgrenze darstellt. Außer der Lössbedeckung, insbesondere im Bereich des unteren Rheingauhanges, befinden sich Bodenbildungen auf tertiären Sedimenten und metamorphen Schiefern vorwiegend in oberen Hangbereichen. Die Siedlungskerne der Ortschaften sind als typische historische Weinbaudörfer mit Fachwerk und Schieferdächern meist noch erhalten.
Die landwirtschaftliche Nutzung besteht vorwiegend aus Weinanbau. Im Bereich der Osthänge und in den Tälern der Taunusbäche tritt zudem besonders Obst-, Garten-, Acker- und Futteranbau auf. Als angrenzende Landschaftseinheit zum Rhein-Main-Ballungsraum und bedingt durch die ausgeprägte traditionelle Kulturlandschaft besitzt der Rheingau eine hohe Funktion als Naherholungs- und Fremdenverkehrsraum.
Rheinauen und Biotoptypen der Rheininseln sind von hoher Bedeutung als Trittsteinbiotope, als Rast- und Schutzräume sowie als Nahrungsflächen für Zugvögel. Bedeutsame Traubeneichenwaldgesellschaften und artenreiche Halbtrockenrasen befinden sich oberhalb der Weinbaugrenze. Von Bedeutung sind die Taunusbachtäler, welche die reinen Weinbauflächen unterbrechen und für eine vernetzende Struktur vom Vortaunus zum Rhein sorgen. Typische Rote-Liste-Arten im Bereich der strukturreichen Weinbauflächen sind Zippammer und Neuntöter.