牛奶的蛋白质含量属于中等水平，每100毫升牛奶中约含3克蛋白质。虽然绝对含量不算特别高，但牛奶中的蛋白质属于优质蛋白，包含人体所需的全部必需氨基酸，具有较高的生物利用率。
牛奶中的蛋白质主要由酪蛋白和乳清蛋白组成，其中乳清蛋白的消化吸收速度较快，酪蛋白则能缓慢释放氨基酸，两者协同作用可维持较长时间的氨基酸供给。相较于植物蛋白，动物性蛋白的氨基酸比例更接近人体需求，对于肌肉合成、组织修复等生理功能具有重要作用。
与其他常见饮品相比，牛奶的蛋白质含量显著高于豆浆（约1.8克/100毫升）和椰奶（0.2克/100毫升）。但若与高蛋白食物如鸡胸肉（31克/100克）或鸡蛋（13克/100克）相比，其单位质量的蛋白质含量较低。对于需要控制热量摄入的人群，脱脂牛奶能在提供等量蛋白质的同时减少脂肪摄入，是较好的选择。
日常饮用250毫升牛奶可提供约7.5克蛋白质，约占普通成人每日推荐摄入量的15%。建议搭配鸡蛋、鱼类、豆制品等食物共同摄入，以保证蛋白质的全面补充。乳糖不耐受者可选酸奶或低乳糖牛奶，既能获取蛋白质又可避免消化道不适。