El proceso de pasteurización consiste en calentar la leche a 70-75 °C durante 15 segundos, inactivando o eliminando así los microorganismos potencialmente peligrosos de la leche, aunque preservando la mayoría de sus propiedades nutricionales.
El proceso UHT asegura la inactivación total de todos los microbios y enzimas, ya que la leche se calienta a 150 °C durante 5 segundos.
La leche de vaca contiene numerosas vitaminas, especialmente vitaminas del grupo B (por ejemplo riboflavina, vit. B12, vit.B11) y vitamina A. Aunque tanto la pasteurización como el tratamiento UHT causan pérdidas muy pequeñas de estas vitaminas (menos del 20% de media), esto va en detrimento del equilibrio en una dieta sana. Por ello las pérdidas de vitaminas durante el procesado de los alimentos se compensa a veces con la posterior reincorporación de estas. Aprovechando este hecho algunos tipos de leche son enriquecidos con otras vitaminas adicionales.
Durante el desarrollo de ambos procesos tienen lugar algunos pequeños cambios físicos y químicos en las grasas de la leche y se desnaturalizan algunas proteínas, aunque esta desnaturalización no afecta a los valores nutricionales de la leche. El sabor de la leche pasteurizada es más similar al de la leche fresca que el de la leche UHT. Esto se debe a que durante el proceso UHT se produce la caramelización parcial los azúcares de la leche. Algo que no hay que olvidar es que las propiedades nutricionales de la leche están intimamente ligadas al contenido en grasa de la leche. La leche entera contiene cantidades considerables de vitamina A, B, D y calcio. La leche desnatada o semidesnatada contiene las mismas cantidades de proteínas, calcio, magnesio, fósforo, potasio y zinc y vitamina B que la leche entera, pero las vitaminas A y D se reducen a menos de la mitad o incluso desaparecen.