Trots sitt namn omfattar Russian River Valley AVA inte hela Russian River Valley – som sträcker sig norrut in i Mendocino County i Kalifornien och sydvästut till Stilla havet. Ursprungligen fortsatte floden söderut och mynnade ut i San Francisco Bay, men under sin historia har floden av skäl som geologerna ännu inte har förstått ändrat sin kurs. Den lilla del av floddalen som utgör AVA börjar nära Healdsburg när floden lämnar Alexander Valley-regionen genom en smal ravin vid foten av Mayacamasbergen. Därifrån sträcker den sig söderut till Santa Rosa Plains och Sebastopol och västerut till städerna Monte Rio, Guerneville och Occidental. Inom Russian River AVA:s gränser finns under-AVA:erna Chalk Hill och Sonoma Green Valley. År 2003 utvidgades AVA till att omfatta 767 acres (310 ha) söder om Fulton.
Russian River-dalens geografi formades för miljontals år sedan av kollisioner mellan de tektoniska plattorna i Nordamerika och Stilla havet och utbrott av vulkaniska skorstenar som avsatte vulkanisk aska över lager av eroderad berggrund. Detta skapade sandsten och lera som kallas ”Goldridge soil”. Några av områdets mest respekterade Pinot noir- och Chardonnay-vingårdar är planterade längs med avlagringar av Goldridge-jord. I närheten av staden Sebastopol finns en annan jordmån som är mer lerbaserad, känd som ”Sebastopol soil”, som också har visat sig fungera bra för Pinot noir på grund av sin förmåga att hålla kvar mindre vatten än Goldridge soil. Denna jord skapades av vatten som flödade från Sonoma Mountains och som förde med sig lera. En tredje jordart, som finns nära floden, är huvudsakligen alluvial och utgör bänklandsområdena vid floden.
Med delar av AVA som ligger mindre än 16 kilometer från Stilla havet kännetecknas klimatet i Russian River AVA av sval morgondimma som kommer in från havet genom Petaluma Gap och brinner bort under dagen. Den svalkande dimman är orsaken till den stora temperaturvariationen under dygnet, där temperaturen under natten kan sjunka så mycket som 35-40 grader Fahrenheit (cirka 20 °C) jämfört med dagstemperaturen. Russian River är ett regnvattendrag som sväller på vintern och ger viktig bevattning till regionens vinodlingar under den torra säsongen på senvåren. På sommaren mildras den varma årstiden av den maritima dimman som möjliggör en lång och långsam mognadsperiod och begränsar risken för övermognad eller ”bakade” smaker i druvorna. Skörden i Russian River-området sker ofta senare än i grannregionerna. De centrala och västra delarna av AVA är de svalaste och tenderar att vara mest planterade med Pinot noir och Chardonnay. De östra delarna av AVA, som ligger nära US 101 och omfattar del-AVA Chalk Hill, är de varmaste områdena i Russian River AVA eftersom de ligger längst bort från havet.
GränstvisterRedigera
Russian River AVA har haft ett antal tvister om utvidgning och översyn av appellationens gränser. År 1997 försökte Russian River Winegrowers association att utvidga AVA ända ner till staden Cotati i det sydöstra hörnet av Sonoma County. Detta förslag avvisades av Bureau of Alcohol, Tobacco, Firearms and Explosives eftersom det var för omfattande. År 1999 lämnade odlarföreningen in ett nytt förslag om att revidera gränserna på grund av påverkan från kustnära dimma. Enligt detta förslag skulle den varmare Chalk Hill sub-AVA, som har liten påverkan av dimma, uteslutas från Russian River AVA och mer areal längs AVA:s sydvästra hörn skulle läggas till. Även detta förslag förkastades senare. År 2003 utfärdades ett nytt förslag där AVA utökades med 310 hektar i den sydvästra delen nära Green Valley-regionen. Denna utvidgning godkändes senare samma år.
2008 ansökte E & J Gallo om en ytterligare utvidgning av AVA i det sydvästra hörnet på 14 000 acres (5 700 ha) som skulle inkludera vingårdens Two Rock Vineyard som ligger längs Highway 101 korridoren nära Cotati i AVA. Om ansökan godkänns skulle AVA:s totala areal utökas till 169 000 acres (68 000 ha). När förslaget först lades fram röstade Russian River Winegrowers Association enhälligt för att motsätta sig utvidgningen med motiveringen att det föreslagna området har ett annat klimat än resten av Russian River-området. Gallo ifrågasatte denna åsikt och efter förändringar i ledningen intar vinodlarföreningen officiellt en neutral hållning till förslaget, även om det fortfarande finns en del högljudda motståndare. Vid ett medlemsmöte den 9 december 2008 motsatte sig Russian River Winegrowers den föreslagna utvidgningen.