（1）牛乳的形成
乳是在乳腺泡的上皮細胞內合成的。乳的分泌速度取決於分泌細胞從血管中將吸收的營養物質轉化為乳的成分，並排到乳腺泡腔的速度，它是決定奶產量的主要生理條件。
①乳蛋白質的合成
奶中主要的蛋白質是α-酪蛋白、β-酪蛋白、α-白蛋白和β-球蛋白。這些蛋白質在奶中占總蛋白質的90%以上。所有這些蛋白質都是在乳腺分泌細胞內由遊離氨基酸所合成的。奶中另壹類蛋白質包括免疫球蛋白、血清蛋白和γ-酪蛋白復合物。它們都是由進入乳腺細胞的血液蛋白質所組成，在奶中未起變化。這些蛋白質不需要在乳腺細胞內由氨基酸合成。
②碳水化合物在乳腺分泌細胞中的代謝
奶牛血液中的主要碳水化合物是葡萄糖。食物進入奶牛瘤胃後，大部分碳水化合物均發酵變為揮發性脂肪酸（VFA），其中丙酸在肝內轉化為葡萄糖，但在反芻動物血液中葡萄糖的含量只有單胃動物的壹半左右。葡萄糖的供應可能是反芻動物控制最大泌乳量的主要因素。例如，把葡萄糖註入高產母羊的血中，可刺激其泌乳量提高62%。葡萄糖的主要作用有：A.用於合成乳糖，B.是能量的主要來源（ATP），C.可用於合成奶中甘油三酯的甘油成分，D.用於合成RNA的核糖。
③乳糖的合成
奶的主要糖類是雙糖——乳糖，它是由1分子的葡萄糖和1分子的半乳糖所合成。
葡萄糖是乳糖唯壹的前體物。每形成1分子的乳糖必須有2分子的葡萄糖進入乳腺細胞。其中壹個葡萄糖分子轉化為壹個半乳糖，第壹個葡萄糖分子與半乳糖凝結，通過酶的催化作用而合成乳糖。
④乳脂肪的合成
乳脂肪的特點是甘油三酯的混合物，大約有50%是短鏈脂肪酸（C4～C14），其余50%左右的乳脂肪是由長鏈脂肪酸（C16～C20）組成的。
乳脂肪的另壹特點是含飽和脂肪酸的比例高。
A．長鏈脂肪酸的前體物
母牛日糧中的脂肪酸直接提供奶內脂肪酸的壹半左右。這些脂肪酸幾乎全屬於長鏈類。母牛日糧中的植物性脂肪酸多屬長鏈類，而且是不飽和的，即在碳原子間含有高比例的雙鏈。這些不飽和脂肪酸在瘤胃中被氧化而成飽和脂肪酸。
B．短鏈脂肪酸的前體物
乳脂肪含有50%的短鏈脂肪酸。它們並非直接來源於日糧中的脂肪酸，而是在乳腺分泌細胞中由乙酸鹽和酮體β-羥丁酸鹽所合成。乙酸鹽含有兩個碳原子，而酮體β-羥丁酸鹽則含有四個碳原子，並且兩者都來源於瘤胃中植物性碳水化合物的發酵而成揮發性脂肪酸。短鏈脂肪酸氣味芳香，幹酪具有香味大部分是由於存在短鏈脂肪酸之故。
⑤維生素、礦物質和水分
乳腺分泌細胞不能合成維生素和礦物質。因此，奶中所有維生素和礦物質都是從血液中提供的。
（2）乳的分泌
母牛在泌乳期間，奶的分泌是持續不斷的。奶剛擠完，奶的分泌達到最大速度，到下次擠乳前減到最低速度。擠乳後最初9～11小時，奶的分泌速度是高而穩定的，以後分泌速度即開始迅速降低，如果不給母牛擠乳，則擠乳後35小時奶即停止分泌。這就是為什麽母牛特別是高產母牛壹天必須每隔12小時或11～13小時擠乳壹次的緣故。
對於更高產的母牛壹天要擠乳三次的主要原因，是比壹天擠乳兩次的母牛有更長的時間處於乳房內壓較低的情況下進行擠乳。
大腦引起垂體後葉分泌催產素，經血液流到乳腺，刺激乳腺泡和末梢導管周圍的肌上皮細胞以及血管壁肌肉，使其起收縮作用。乳房收縮組織的反射性活動使乳房內壓急劇增加，於是壓迫乳腺和末梢導管內的奶汁流入乳導管和乳池中，這時泌乳作用即行開始。這種動作叫做“排乳”。這種“排乳”過程在刺激作用以後經過45～60秒即行發生，維持的時間最長僅達7～8分鐘。因此，及早開始擠乳（刺激作用以後1分鐘內）和迅速擠乳是很重要的，這樣才能獲得最高的奶產量。
（3）乳的排出
奶的排出，有時對母牛即使進行了正確刺激，也可能停止。這就是通常所說的“停奶”。排乳的停頓是不知不覺地發生的，它是由於受驚而分泌出其他內分泌——腎上腺素的緣故。腎上腺素通過血管壁的收縮，有中和（降低）催產素的效果，這樣就減少了血液的流量和乳房內催產素的含量，並妨礙垂體後葉分泌催產素。