殺滅鮮乳中對人體健康有害細菌的措施。目的是使鮮乳成為安全的食品並保藏一個時期不致酸敗，同時最大限度地保持鮮乳原來的感官性狀和營養成分。乳中常見的致病菌中以結核桿菌對熱的抵抗力較強，因此消毒的溫度和時間，均以殺死結核桿菌的有效溫度和時間為根據。
大規模的鮮牛乳消毒主要有三種方法：①低溫長時間消毒法(LTLT)。又稱保持法，即巴斯德氏消消毒法，簡稱巴氏消毒法。規定加熱到62～66℃，至少保持30分鐘，或者72℃以上至少15秒鐘。殺菌效率一般可到99%。由於一部分嗜熱菌及耐熱性細菌不易殺死，牛乳中的酶也沒有完全失活，因此經過消毒的乳汁須立即冷卻到10℃以下，並在此溫度下保藏。可用磷酸酶試驗，檢查此法的殺菌效果。②高溫短時間消毒法(HTST)。規定的殺菌溫度和時間為72～75℃、16～40秒鐘，或80～85℃、10～15秒鐘。此法時間短，且殺菌效果良好，某些嗜熱性細菌也能被殺死。還有節約熱能和減少設備占地面積等優點，適合大規模乳品廠使用。③超高溫瞬間消毒法(UHT）。比較普遍采用的方法是用加壓蒸汽或熱交換器將牛乳加熱到135℃，保持4秒鐘。由此法生產的殺菌乳，在良好包裝下可以冷藏20天。如同時采用無菌包裝就成為滅菌乳，不用冷藏可存放3～6個月。其他方法有利用超聲波、各種射線和紫外線殺菌等，但均還不夠理想。應用微波消毒的方法也在興起之中。