牛奶中的钙容易被吸收，而且磷、钾、镁等多种矿物搭配也十分合理，孕妇应多喝牛奶，绝经期前后的中年妇女常喝牛奶可减缓骨质流失。
牛乳及其制品是膳食中蛋白质、钙、磷、维生素A、维生素D和维生素B2的重要来源之一。
鲜乳主要是由水、脂肪、蛋白质、乳糖、矿物质、维生素等组成的一种复杂乳胶体，其中水分含量占86%~90%，因此其营养素含量与其他食物比较相对较低。牛乳的比重平均为1.032，比重大小与乳中固体物质含量有关。乳的各种成分除脂肪含量变动相对较大外，其他成分基本稳定，故比重可作为评定鲜乳质量的简易指标。
乳类碳水化合物主要为乳糖，牛乳乳糖含量约为3.4%~5.4%。乳糖在肠道中能促进钙、铁、锌等矿物质的吸收，提高其生物利用率；促进肠道乳酸，特别是双歧杆菌的繁殖，改善人体微生态平衡，促进肠合成B族维生素。有些人成年后多年不喝牛乳，体内的乳糖酶活性很低，不能分解乳糖，乳糖在肠道内被肠道微生物分解发酵，产生胀气、腹泻等症状，称为乳糖不耐症。这部分人群可以食用经乳糖酶处理的奶粉，或饮用酸奶。
乳中还有大量的生理活性物质，其中较为重要的有乳铁蛋白、免疫球蛋白、生物活性肽、共轭亚油酸、酪酸、、生长因子和多种活性肽类等。生物活性肽是乳蛋白质在消化过程中经蛋白酶水解产生的，包括肽、抗高血压肽、免疫调节肽和肽。牛乳中乳铁蛋白的含量为20~200ug/mL，具有调节铁代谢、促生长和抗氧化等作用，经蛋白酶水解形成的肽片段具有一定的免疫调节作用。