Laktoosi on disakkaridi (2 sokeria), joka koostuu glukoosista ja galaktoosista (jotka molemmat ovat monosakkarideja). Alla olevan rakenteen oikealla puolella olevan anomeerisen hiilen vuoksi laktoosia voi esiintyä kahtena isomeerinä, alfana, kuten kuvassa, tai beetana, jossa anomeerisen hiilen hydroksyyli osoittaisi ylöspäin alla olevassa rengasrakenteessa.
Laktoosin osuus maidosta on 4,8-5,2 %, maidon SNF:stä 52 % ja heran kuiva-aineesta 70 %. Se ei ole yhtä makea kuin sakkaroosi. Kun laktoosia hydrolysoidaan ß -D-galaktosidaasilla (laktaasilla), entsyymillä, joka pilkkoo näitä monosakkarideja, tuloksena on makeuden lisääntyminen ja jäätymispisteen aleneminen.
Yksi sen tärkeimmistä tehtävistä on sen hyödyntäminen fermentaatiosubstraattina. Maitohappobakteerit tuottavat laktoosista maitohappoa, joka on monien fermentoitujen maitotuotteiden alkuaines. Koska ne pystyvät metaboloimaan laktoosia, niillä on kilpailuetu moniin patogeenisiin ja pilaantumiseen johtaviin organismeihin nähden.
Jotkut ihmiset kärsivät laktoosi-intoleranssista; heiltä puuttuu laktaasientsyymi, joten he eivät pysty sulattamaan laktoosia tai laktoosia sisältäviä maitotuotteita.
Vasemmalla näkyvässä kuvassa, jossa on esitetty alfalaktoosikiteitä, näkyy laktoosin tyypillinen ”tomahawk”-muotoinen morfologia laktoosin muodostaessa maitotuotteisiin kiteet. Laktoosin kiteytyminen aiheuttaa hiekkaisuudeksi kutsutun vian, joka johtuu näiden terävien kiteiden esiintymisestä kielessä. Laktoosi on suhteellisen liukenematonta, mikä on ongelma monissa maitotuotteissa, erityisesti jäätelössä ja makeutetussa kondensoidussa maidossa.
Laktoosin lisäksi tuore maito sisältää pieniä määriä muita hiilihydraatteja, kuten glukoosia, galaktoosia ja oligosakkarideja.