乳蛋白是奶中最有价值的部分，它是一种全价蛋白质。奶中所含的蛋白质主要为酪蛋白，其次为白蛋白、球蛋白以及多肽等。酪蛋白约占乳蛋白质的80%左右，以胶体状态存在于奶中，是以含磷蛋白质为主体的几种蛋白质的复合体。酪蛋白有α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白和γ-酪蛋白四种类型，γ-酪蛋白实际上是奶中蛋白酶分解β-酪蛋白的产物，故奶中酪蛋白主要类型应是前三种。酪蛋白的必需氨基酸含量丰富且齐全。酪蛋白在酸、皱胃酶的作用能产生凝固。
由于酪蛋白是以酪蛋白磷酸钙的复合体状态存在于奶中，钙的含量对于酪蛋白的稳定性有直接的影响。当向奶中加入Ca2+时，在加热的条件下，能使酪蛋白产生凝固。故在生产高钙乳制品时应添加一些稳定剂，防止酪蛋白变性凝固。
向奶中加酸，达到酪蛋白的等电点时，酪蛋白沉淀出来，而其他蛋白则仍留在乳清中。如果将乳清煮沸，并同时调整pH为4.6～4.7，则乳清蛋白也沉淀出来，其中包括α-乳白蛋白、血清白蛋白、β-乳球蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋白和转铁蛋白等。
牛乳和人乳中蛋白质种类和含量
牛奶与人、驴和马等动物的奶比较，其蛋白质含量有明显的不同，牛奶中酪蛋白含量很高，约为2.6%，而人和驴、马等动物，其酪蛋白含量分别为0.4%、1.0%和1.3%；牛奶中蛋白质的75%以上为酪蛋白，而人和马等动物则只含35%左右。从牛奶和人奶中蛋白质的比较看出，牛奶的总蛋白质、酪蛋白和α-酪蛋白含量很高，而人奶中β-酪蛋白和α-乳清蛋白含量都很高。