乳タンパク質には、化学組成と物理的特性によって大まかに定義される2つのカテゴリーがあります。
乳タンパク質の主要なグループはカゼインで、牛乳の液体部分で最大の構造、つまりカゼインミセルを構成しています。 各カゼインミセルはほぼ球形で、幅は1マイクロメートルの10分の1程度である。 カゼイン族はリンを含んでおり、このリン酸塩の含有量が多いため、カルシウムと結びついてリン酸カルシウム塩を形成することができる。 カゼインは適切なアミノ酸組成を持ち、授乳期の子供の成長と発達に重要である。
牛乳には、カゼイン以外にも、酵素を含む数十種類のタンパク質が含まれています。 これらのタンパク質はカゼインよりも水溶性が高く、大きな構造を形成することはない。 これらのタンパク質は、カゼインが凝固してカードになったときに残る乳清中に浮遊しており、まとめて乳清タンパク質と呼ばれています。
その他の乳清タンパク質としては、免疫グロブリン（初乳に含まれる抗体）、血清アルブミン（血清タンパク質）がある。 また、乳清タンパク質には、酵素、ホルモン、成長因子、栄養トランスポーター、疾病抵抗因子なども含まれる。 ホエイタンパク質ファミリーは、約50％のβ-ラクトグロブリン、20％のα-ラクトアルブミン、ラクトフェリン、トランスフェリン、および多くのマイナーなタンパク質から構成されています。 また、硫黄を含むアミノ酸を多量に含んでいる。 乳清タンパク質は、重量で牛乳のタンパク質の約20％を占めています。 ラクトグロブリンは、乳清タンパク質として最も一般的なものです。