Dwucukier laktoza o sumarycznym wzorze C₁₂H₂₂O₁₁ jest prawie wyłącznym węglowodanem mleka. Zawartość laktozy w mleku krowim waha się w przedziale od 4,5 do5,3 %, średnio 4,8%. Większa zawartość laktozy wykazuje mleko ludzkie, klaczy o oślicy (6-7%). Laktoza jest syntetyzowana w komórkach mlekotwórczych z glukozy zawartej we krwi.

Mleko wykazuje pewne regularne i nieregularne zmiany swojego składu chemicznego. Obserwuje się je zwłaszcza w przypadku tłuszczu, którego poziom ulega wahaniom na skutek swoistego działania czynników wewnętrzno-fizjologicznych (np.okres laktacji, wiek krowy, stany chorobowe) hodowlanych (np. rasa krów, sposób żywienia, sposób i odstęp czasu między udojami, wysiłek fizyczny i in.) i klimatycznych (pora roku). Ze zmianą składu chemicznego mleka wiąże się zwykle zmiana ilości otrzymywanego mleka, przy czym na ogół w obrębie tego samego organizmu większej ilości wydzielonego mleka towarzyszy zmniejszenie w nim procentowej zawartości tłuszczu.