酱香型白酒高温大曲中，不同曲块以及同一曲块的不同位置在微生物结构、酶系组分、淀粉含量和典型风格等营养物质结构方面有着丰富的多样性。这种多样性的产生，主要是高温制曲生产过程中固态发酵的质热传递和水分的调控作用共同造成的。
1.质热传递
酱香型白酒高温大曲的生产过程中，在生物热的驱动下，曲块中逐步积累大量的耐热、嗜热微生物。仓内发酵初始阶段，假单胞菌、乳酸菌及芽孢杆菌等细菌快速繁殖，所产的生物热逐步推高大曲发酵温度超过60℃，并维持一段时间。在这个过程中，不耐高温的假单胞菌等细菌逐步衰亡，芽孢杆菌和嗜热子囊菌类微生物嗜热真菌、高温放线菌等开始大量繁殖。曲块经过仓内发酵后，形成了黑曲、黄曲和白曲三种类型，其中，超高温区域容易形成黑曲，高温区域容易产生黄曲，而中温区域则主要产生白曲。
黄曲是颜色呈现金黄或棕黄，曲香浓郁，具有典型酱香酒大曲风格的一类曲；白曲是颜色呈现麦粉色，具有曲香味和生麦味的一类曲；黑曲则是颜色呈现棕黑色，曲香明显，闻香略有焦糊味的一类曲。黄曲中的关键酶为a-淀粉酶，使之具有较强的液化力；白曲中的关键酶为糖化酶，使之具有较强的糖化力；黑曲中的关键酶为纤维素酶，使之可分解纤维素，保障发酵后期物质转化的进行。
酱香型白酒的制曲工艺采用大尺寸曲块、仓内堆积的发酵方式，充分利用了固态发酵质热传递的受限性导致曲堆内部生物热的积累，使得曲块温度最高达到60℃以上的工艺要求。合理的破碎度、四边紧中间松的龟背形有效保证了曲块具有一定的通透性，为微生物繁殖代谢提供了充足的溶氧。
曲块如果踩得过紧，菌丝难以由表及里的深入至曲心，曲心的水分也难以由里及外的充分散发，容易造成“窝心曲”或“烧心曲”。如果踩得过松，又会造成曲块水分散发过快，容易造成“生心曲”和白曲。与此同时，翻仓实现了类似“强制搅拌”的效果：均一化发酵仓内曲块的温度、湿度和氧气供给，保证了良好的质热传递效果，有利于形成平均一致的发酵环境。
2.水分调控
水分对于酱香型白酒高温大曲生产的调控作用特别明显。一方面，水是固态和气态物质传递的媒介，直接影响到微生物群落的生长代谢。制曲初始阶段水分过多，会增加物料表面湿菌体层厚度和水分活度，湿菌体层厚度增加直接降低了固态发酵的氧气扩散效率，导致曲块溶氧不足。较高的水分活度和溶氧不足会促使厌氧产酸菌过快繁殖，曲块表皮快速升温、曲块内部无法正常发酵，造成大曲“窝水”现象和黑曲产生。若制曲初始阶段水分过少，容易造成曲块水分迅速散失、水分活度下降，从而抑制微生物的代谢活力，导致大曲发酵不够彻底，造成大量“生心曲”和白曲的出现。
另一方面，水分作为热熵值高的介质，调节着曲块固态发酵的温度。制曲过程中微生物发酵产生的大量生物热需要通过水分蒸发来散失，但须控制在合理的范围内以保持制曲的高温环境。工艺控制上通过稻草覆盖、补洒量水、开关门窗等措施合理调节曲块的水分散失速度，使曲块保持较长时间的高温以及较高的水分活度，为微生物的生长代谢提供适宜条件。随着水分的不断蒸发、散失，曲块温度逐渐下降，水分活度不断下降，微生物代谢也逐步减弱，到发酵结束时曲块的水分含量已降至14%以下。
“端午制曲，重阳下沙”是中国传统大曲酱香型白酒季节性生产的两大代表性时令。每年端午前后是小麦成熟的季节，此时的赤水河谷气温升高，湿度变大，茅台镇空气中的微生物种类和数量增多且较为活跃，为酱酒核心产区高温大曲的发酵创造了有利条件，有助于富集并扩培制曲微生物菌群，实现高温发酵，是生产优质高温大曲最为适宜的时段，一个全新的制曲生产周期由此拉开了帷幕。