L'AVA de Sainte-Hélène doit son nom à la ville et à la montagne situées à l'intérieur de ses limites et est située dans la partie nord de la Napa Valley, juste en dessous de Calistoga. Des preuves archéologiques montrent que la terre pourrait avoir été habitée par le peuple indigène Wappo dès 2000 avant JC. La ville de Sainte-Hélène a été créée dans les années 1850 mais n'a été officiellement constituée qu'en 1876. Peu de temps après, le Napa Railroad a posé des voies vers le nord pour inclure la ville sur son itinéraire. On attribue à Charles Krug, résident, la production du premier vin de Napa Valley ici en 1858, et en une décennie, de nombreux autres entrepreneurs ont emboîté le pas.

Situés dans la partie la plus étroite de la vallée, les vignobles de Sainte-Hélène se trouvent principalement au fond de la vallée, à des altitudes comprises entre 400 et 800 pieds au-dessus du niveau de la mer. Du côté ouest de l’appellation, les sols sont principalement de graves et de limons, tandis que vers l’est, ils ont tendance à être de nature volcanique. Sa position au nord de la vallée ne permet pas aux influences rafraîchissantes de l'océan Pacifique et de la baie de San Pablo de l'atteindre, ce qui entraîne des températures assez chaudes et une diminution des variations des températures diurnes et nocturnes par rapport au reste de la vallée. Ce manque de refroidissement produit un style plus mûr de Cabernet Sauvignon et d'autres cépages bordelais tels que le Cabernet Franc, le Petit Verdot et le Merlot qui sont appréciés par beaucoup.