牛奶所含营养素如下：水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素A、硫胺素、核黄素、尼克酸、维生素C、维生素E、钙、钠、镁、铁、锌、硒、铜、锰、钾、胆固醇。
牛乳的化学组成，因牛的种类、年龄、饲养方法、采乳时间，生活及健康状况、气温等不同而各异。每100g牛乳含硫胺素0.04mg，核黄素0.13mg，尼克酸0.2mg，抗坏血酸1mg，维生素A140IU。
牛乳中的蛋白质主要是含磷蛋白质，也含白蛋白及球蛋白。此三种蛋白质都含全部必需氨基酸。牛乳的脂肪主要是棕榈酸、硬脂酸的甘油酯，也含少量低级脂肪酸如丁酸、己酸、辛酸等。此外，还含少量卵磷脂、胆甾醇、色素等。
