mleko krowie jest źródłem lekkostrawnych białek, a jeden litr mleka zawiera ok. 30 g białka. Białka mleka są na drugie, po białkach jaja, pod względem wartość odżywczej, wynikającej ze zrównoważonej zawartości aminokwasów egzogennych, czyli niewytwarzanych przez ludzki organizm. Głównym białkiem mleka jest kazeina. Mleko zawiera również niewielkie ilości białek serwatkowych (beta-laktoglobulina, alfa-laktoglobulina).
Niektóre białka mleka, takie jak immunoglobuliny, laktoferyna i lizozym, wzmagają naturalną odporność organizmu. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że mleko nie zawiera substancji antyodżywczych, utrudniających wykorzystanie białka, a kazeina – główne białko mleka – jest jednocześnie źródłem wapnia. Należy jednak zaznaczyć, że u niektórych osób mogą wystąpić alergie na poszczególne białka mleka, np. beta-laktoglobulinę. Ten rodzaj alergii zwykle powstaje, gdy do diety niemowlęcia zbyt wcześnie wprowadzi się przetwory z mleka krowiego. Nierozwinięty do końca układ odpornościowy dziecka reaguje na nieznane sobie białko bardzo gwałtownie, np. wysypką lub biegunką.