由於生牛奶含有豐富營養，含水量較高，加之 ｐＨ 值接近中性，導致各種微生物都可在其中生長和繁殖。

生牛奶中含有大量的微生物，主要分成病原微生物、有害微生物以及有益微生物三大類。

當牛奶中存在病原菌，只要貯存不合理就會快速生長繁殖，並會代謝產生大量毒素，儘管在後期加工過程中可殺死病原菌，但毒素依舊具有活性，從而在人類飲用後發生中毒。常見病原菌包括沙門氏菌、霍亂弧菌、葡萄球菌、無乳鏈球菌、志賀氏菌、布氏桿菌、結核桿菌以及阪崎桿菌等。

有害微生物往往叫做腐敗菌，其中最常見的是嗜冷菌。生牛奶在低溫貯藏過程中，這類菌也能夠生長，且其分泌的脂肪酶和蛋白酶即可透過高溫滅菌依舊具有活性，能夠使牛奶的脂肪和蛋白質分解，嚴重影響奶製品工業的生產。這類菌常見的是假單胞菌屬、產鹼桿菌屬和黃桿菌屬。

乳酸菌是生牛奶中的主要有益微生物，其包括鏈球菌屬、乳桿菌屬和明串珠菌屬。

控制方法：

奶牛場和飼養戶要定期進行衛生檢查、檢疫以及獸醫保健，制定合理的疾病預防制度和檢驗檢疫制度。

牛舍周邊也要經常清掃，做到每天清理排洩物，經常更換墊草，且牛場要使用有效的消毒劑進行清洗。

擠出的生牛奶要立即冷卻至 ４℃ 左右，這是由於微生物在該溫度下具有非常低的繁殖力，也是最有效確保牛奶不變質的方法。貯存缸每次使用前都必須經過嚴格清洗、殺菌，待冷卻後才可用於貯存牛奶。

生牛奶運送過程中禁止直接照射Sunny，常透過覆蓋溼布，防止牛奶溫度升高或者減緩升高，並搭配遮陽棚的貨車進行運送。