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牛奶是有蛋白质、乳糖、脂肪、矿物质、维生素、水等组成的复合乳胶体牛奶呈乳白色，味道温和、稍有甜味，具有特有的香味与滋味。牛奶的相对密度为1.028—1.032，其大小与奶中的固体物质有关。牛奶的各种成分除脂肪外，含量均较稳定，因此脂肪含量和比重可以作为评定鲜奶质量的指标。

牛奶中的蛋白质含量平均为3%，由79.6%的酪蛋白、11.5%的乳清蛋白和3.3%的乳球蛋白组成。其消化吸收率高(87%—89%)，生物学价值为85，必需氨基酸含量及构成与鸡蛋近似，属于优质蛋白。牛奶中包括人体生长发育所需的全部氨基酸，是其他食物无法比拟的。此外，牛奶中的蛋白质与热量具有最佳比例，能保证饮用者不至摄入“纯”热量。牛奶的脂肪含量约为3%，使奶具有特殊的香味。乳脂是高度乳化的，呈较小的微粒分散于乳浆中，易被消化吸收。乳脂中油酸含量为30%，其中亚油酸和亚麻酸分别占5.3%和2.1%。

牛奶中所含的碳水化合物为乳糖，其含量(3.4%)比人奶(7.4%)中的低。乳糖具有调节胃酸促进胃蠕动、有利于钙吸收和促进消化液分泌的作用;还可促进肠道乳酸菌的繁殖而抑制腐败菌的繁殖生长。用牛奶喂养婴儿时，除调整蛋白质含量和构成外，还应注意增加甜度。牛奶中矿物质含量为0.6%—0.7%，富含钙、磷、钾。其中钙含量尤为丰富，林外磷、钾、镁等多种矿物质的搭配也十分合理，容易消化吸收。牛奶中铁含量很低，仅为0.003mg/dL，如以牛奶喂养婴儿，因注意铁的补充。牛奶中所含维生素较多的为维生素A(24微克/dL)，但维生素B1和维生素C很少，每100mL中分别含0.03mg和1mg，牛奶中维生素含量随季节有一定变化。

经常饮用牛奶可减少高血压病人的患病率，降低脑血管的发生率。绝经期钱后的中年妇女常喝牛奶可减缓骨质流失。睡前饮用牛奶能帮助睡眠。牛奶是儿童、孕妇的良好食品。胃肠功能较弱的人不宜一次饮用大量牛奶，以免出现腹部不适肾病患者也不宜一次饮用大量牛奶，以免加重肾脏负担。此外，最好不要空腹喝牛奶。