牛奶中的無機鹽也稱礦物質。牛奶中含有Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Fe³⁺等陽離子和PO₄³⁻、SO₄²⁻、Cl⁻等陰離子;此外還有微量元素I、Cu、Zn、Mn等。大自然中的鈣是以化合態存在的，只有被動、植物吸收後形成具有生物活性的鈣，才能更好地被人體所吸收利用。牛奶中含有豐富的活性鈣，是人類最好的鈣源之一，1升新鮮牛奶所含活性鈣約1250毫克，居眾多食物之首，約是大米的101倍、瘦牛肉的75倍、瘦豬肉的110倍，它不但含量高，而且中的乳糖能促進人體腸壁對鈣的吸收，吸收率高達98%，從而調節體內鈣的代謝，維持血清鈣濃度，增進骨骼的鈣化。吸收好對於補鈣是尤其關鍵的。故“牛奶能補鈣”這一說法是有其科學道理的。
牛乳的化學組成，因牛的種類、年齡、飼養方法、採乳時間， 生活及健康狀況、氣溫等不同而各異。每100 g 牛乳含硫胺素0.04 mg，核黃素0.13 mg，尼克酸0.2 mg，抗壞血酸1 mg，維生素A140 IU。牛乳中的蛋白質主要是含磷蛋白質，也含白蛋白及球蛋白。此三種蛋白質都含全部必需氨基酸。牛乳的脂肪主要是棕櫚酸、硬脂酸的甘油酯， 也含少量低級脂肪酸如丁酸、己酸、辛酸等。此外，還含少量卵磷脂、膽甾醇、色素等。
