Pour croître, la vanille a besoin d'un climat chaud et humide, d'un support d'accrochage et d'un certain ombrage. Trois techniques de plantation sont principalement mises en œuvre, de la plus extensive à la plus intensive :
Les cultivateurs assurent le bouturage, contrôlent ou assistent le bon accrochage et veillent en particulier à replier la liane de telle façon que les futures gousses puissent se trouver à hauteur d'homme.
La fécondation doit toujours être assurée manuellement fleur par fleur (en effet, l'insecte n'ayant pas été importé dans les pays où la culture de la vanille s'est répandue, la fécondation doit faire appel à l'homme).
Le procédé utilisé est toujours le même que celui découvert par Edmond Albius. On le pratique tôt chaque matin (car les fleurs ont une vie brève de quelques heures en début de journée) et par temps sec (car la pluie contrarie la formation du fruit).
La fleur est tenue délicatement d'une main, un doigt servant de point d'appui sous la colonne (la partie centrale de la fleur). Avec un instrument pointu mais non tranchant, une épine par exemple, on déchire le capuchon qui protège les organes sexuels mâles. Avec ce même instrument, on redresse alors la languette (le rostellum) qui sépare les organes femelles de la partie mâle et l'on rapproche avec les doigts l'étamine porteuse du pollen vers le stigmate ainsi dégagé en exerçant une petite pression pour assurer un bon contact.
La transformation de fruits parfaitement inodores en une épice moelleuse et agréablement parfumée nécessite une préparation minutieuse et méthodique dont les principes ont été développés au Mexique de longue date. La méthode la plus simple, dite préparation directe, consiste à laisser mûrir la gousse en alternant les expositions à l'ombre et au soleil, mais les résultats sont médiocres. On lui préfère donc la préparation indirecte commençant par un choc brutal qui tue la gousse, suivi d'une série d'opérations de transformation, de séchage et de tri qui durent près de dix mois avant d'aboutir au produit fini du bâton de vanille commercialisable.
Pour tuer la gousse, on peut pratiquer un passage au four, au froid, aux rayons infrarouges, à l'alcool, etc. Mais le moyen aujourd'hui le plus couramment employé est un bain d'eau chaude. C'est ainsi que débute le procédé élaboré en 1851 par le Réunionnais Ernest Loupy à partir des connaissances mexicaines et largement vulgarisé par David de Floris. Les étapes en sont les suivantes :
La vanille naturelle développe un parfum complexe formé de plusieurs centaines de composés aromatiques différents. Parmi ceux-ci, c'est cependant la molécule de vanilline (4-hydroxy-3-methoxybenzaldéhyde) qui forme et caractérise de manière dominante l'arôme de la vanille.
Le profil aromatique dépend des conditions de culture et de préparation mais aussi des variétés ou des espèces utilisées. Le vanillon et la vanille de Tahiti ont des teneurs en vanilline relativement faibles. Cependant, le vanillon dégage une forte odeur de coumarine. Quant à la vanille de Tahiti, riche en composés divers, elle bénéficie de la réputation d'une qualité supérieure à la vanille planifolia.
L'appellation commerciale vanille s'applique aux gousses préparées de longueur au moins égale à 15 centimètres. Les plus beaux fruits, dits vanille ménagère, sont destinés à la vente au détail ; ils ne doivent être ni fendus, ni ragués (sans cicatrices), ni secs. Une gousse de qualité doit pouvoir être enroulée autour du doigt sans s'abîmer.
La qualité la plus exceptionnelle est formée par la vanille givrée : la vanilline a cristallisé en surface en légères efflorescences neigeuses. C'est la vanille la plus intensément et la plus délicatement parfumée.
Les qualités moindres sont destinées au commerce de gros, pour le marché alimentaire industriel, ou sont utilisées pour la préparation de l'extrait de vanille ou de la poudre de vanille. L'extrait de vanille est obtenu par macération des gousses dans l'alcool, la poudre par broyage.