乳蛋白是牛乳中最具有營養價值的部分，含有約2.2%～4.4%的蛋白質。乳蛋白主要由大塊頭的酪蛋白和小個子的乳清蛋白組成，另外，還有少量的脂肪球膜蛋白等。乳清蛋白是由乳清提煉出來的蛋白混合物，含有9種胺基酸，且乳糖含量低。乳清蛋白里的乳糖含量低，並且含有9種胺基酸。蛋白質為人體主要的組成成分，而蛋白質主要由胺基酸組成。除了人體自身的細胞會製造胺基酸外，必需胺基酸則必須透過外在的攝取才能獲得，乳清蛋白便是一個不錯的來源。
乳清蛋白具有重要的營養價值和生物學效價，是公認的人體優質蛋白質補充劑之一。α-乳白蛋白是必需胺基酸和支鏈胺基酸的良好來源，能提供更接近母乳的胺基酸組合，降低了蛋白質總量，從而有效降低了腎臟負擔。且其色氨酸含量高，具有調節睡眠、情緒、應激等作用，有助於嬰兒的大腦發育。β-乳球蛋白和α-乳白蛋白是必需胺基酸和支鏈胺基酸的良好來源，且其中8種必需胺基酸的含量高於植物性來源的蛋白質；支鏈胺基酸對於組織的生長和修復起十分重要的作用；還可以很好地促進蛋白質合成，並且能夠減少蛋白質的分解。