牛奶的密度是1015-1040kg/m3。牛奶是最古老的天然乳制品之一，新鲜牛奶为呈乳白色或微黄色的均匀胶态流体，无沉淀、无凝块、无杂质、无黏稠、无异味。如果奶液稀薄、发白，香味降低，不易挂壁；或滴在玻璃片上，乳滴不成形，易流散，则是掺水奶。

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。

牛乳中蛋白质含量为2.8%-3.3%，主要由79.6%的酪蛋白、11.5%的乳清（白）蛋白和3.3%的乳球蛋白组成，另有少量的其他蛋白质，如免疫球蛋白和酶等。凡20℃下于pH4.6沉淀的牛乳蛋白被称为酪蛋白。牛乳蛋白质消化吸收率为87%-89%，生物学价值为85，属优质蛋白质。

牛乳中几乎含有人体所需的各种维生素，其含量与饲养方式、季节、加工方式等有关。如放牧期牛乳中维生素A、维生素D、胡萝卜素和维生素C含量较冬春季在棚内饲养明显增多。牛乳中维生素D含量较低，但夏季日照多时，其含量有一定的增加。总的来说，牛乳是B族维生素的良好来源，可以提供相当数量的核黄素、维生素B12、维生素A、维生素B6和泛酸。