La viticultura ha migrado hacia la gestión orgánica para reducir el impacto ambiental. Las uvas cosechadas en viñedos orgánicos (ORGs) podrían tener un mejor perfil de polifenoles que los viñedos convencionales (CONs). El objetivo fue evaluar la relación entre la gestión agrícola, el perfil elemental del suelo y los compuestos bioactivos de la uva (var. Syrah y Tempranillo). Los componentes del suelo fueron determinados en viñedos CON y ORG; se correlacionaron con los compuestos bioactivos en la piel y semilla de la uva a través del análisis de componentes principales (PCA). El viñedo ORG presentó mayor humedad (4.50-5.72%), arcilla (31.70-40.55%), materia orgánica (MO) (9.44-11.01%), P (108.72-122.16 mg/kg), N (0.27 mg/kg) y óxidos (FeO, SiO, MnO, TiO) en el suelo y compuestos fenólicos (miricetina, quercetina, resveratrol, ácido elágico, entre otros) y capacidad antioxidante en la piel y semilla de la uva. Respecto al PCA (>74.20% de varianza), el primer componente mostró correlaciones positivas (>0.60) entre pH, humedad, arcilla y óxidos del suelo (MgO, KO, AlO), lo cual favoreció la biosíntesis de fenoles en la piel y semilla de la uva (catequina, ácido gálico, ácido vanílico y rutina). El segundo componente mostró correlaciones positivas entre MO, limo, óxidos del suelo, capacidad antioxidante y fenoles en la piel y semilla de la uva. Finalmente, las condiciones edáficas del viñedo ORG permitieron obtener uvas óptimas para la elaboración de vino debido a su mayor contenido fenólico.