牛奶含有一种CLA的物质，能有效破坏人体内有致癌危险的自由基，并能迅速和细胞膜结合，使细胞处于防御制癌物质侵入的状态，从而起到作用。牛奶中还含有多种能增强人体抗病能力的免疫球蛋白抗体，也有作用。
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。
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。
牛乳中矿物质含量约为0.7%~0.75%，富含钙、磷、钾、硫、镁等常量元素及铜、锌、锰等微量元素。100mL牛乳中含钙110mg，为人乳的3倍，且吸收率高，是钙的良好来源。牛乳中钙和磷的比值为1.2:1。牛乳中的钾、镁元素含量也较丰富，有利于控制血压，并成为动物性食品中的成碱性食品。但其中铜、铁含量较低，必须从其他食物中获取。