우유는 수분·지방·단백질·유당 및 무기질의 주성분과 비타민·효소 등의 미량성분으로 구성되어 있다. 이와 같이 우유는 인체에 필요한 모든 종류의 영양소를 함유하고 있을 뿐만 아니라 흡수·이용률이 높아 단일식품으로는 가장 완전한 식품으로 알려져 있다.

영양소로서 우유의 지방·유당 및 단백질은 열과 에너지의 공급원이 되고, 특히 유단백질은 필수아미노산을 균형 있게 함유하고 있으며, 그 양도 다른 식품의 단백질보다 많다.

또 유당은 포유동물의 젖에만 들어 있는 탄수화물로 어린이의 발육에 중요한 칼슘·인·철·비타민 D의 흡수를 돕는 역할과 장내의 삼투압을 높여 장관의 연동을 촉진하므로 내용물의 배출을 촉진시키는 중요한 생리적 작용을 하고 있다.

또한 우유는 인체가 요구하는 무기질원으로서도 우수하며, 특히 칼슘과 인의 비율, 칼슘과 칼륨의 비율 및 마그네슘과 나트륨의 비율은 인체의 요구에 가까운 상태로 함유되어 있다.

이 밖에 우유에는 각종 비타민이 함유되어 있어서 비타민의 공급원이 될 수 있으나 비타민 D는 그 함량이 미량이어서 시판 우유에는 비타민 D를 강화하는 것이 바람직하다.