Mleko pasteryzowane to mleko poddane obróbce termicznej w celu zabicia patogenów wywołujących choroby. Nie wszystkie patogeny są usuwane podczas procesu pasteryzacji, dlatego mleko pasteryzowane nie jest w 100% sterylne, ale wiele osób uważa, że jest bezpieczniejsze do picia niż mleko surowe, które w ogóle nie było pasteryzowane. Większość mleka sprzedawanego w komercyjnych sklepach spożywczych jest pasteryzowana, a duża część jest również homogenizowana, aby zapobiec oddzielaniu się śmietany.
Proces pasteryzacji nosi imię Louisa Pasteura, znanego francuskiego mikrobiologa. Pasteur dokonał wielu znaczących odkryć w dziedzinie mikrobiologii, opracowując techniki, które są nadal używane do zmniejszania ryzyka chorób. W 1862 r. przeprowadził wczesne próby pasteryzacji, zdeterminowane, aby mleko było bezpieczne do picia i praktyka została bardzo szybko przyjęta. Przed pasteryzacją niewłaściwie obchodzone i przechowywane mleko powodowało powszechną chorobę, zwłaszcza na obszarach miejskich, gdzie między krową a konsumentem końcowym może upłynąć kilka dni bez chłodzenia.
Istnieje kilka różnych technik pasteryzacji, które można wykorzystać do produkcji mleka pasteryzowanego. Celem pasteryzacji jest sprawienie, aby mleko było bezpieczne do picia bez ścinania się lub koagulacji i bez znaczącej zmiany smaku, chociaż ludzie przyzwyczajeni do picia niepasteryzowanego mleka mogą stwierdzić, że pasteryzowane mleko ma „nie” posmak.
W pasteryzacji wysokotemperaturowej/krótkotrwałej (HTST) mleko jest doprowadzane do temperatury 161 stopni Fahrenheita (71.7 stopni Celsjusza) i utrzymywane tam przez 15 do 30 sekund, po czym jest szybko schładzane i pakowane. Podwójna pasteryzacja dzieli proces na dwa segmenty i nie jest uznawana przez niektóre rządy za legalną metodę pasteryzacji. Mleko o przedłużonej trwałości (ESL) jest pasteryzowane w nieco niższej temperaturze i przepuszczane przez specjalny filtr w celu usunięcia drobnoustrojów. Pasteryzacja w ultrawysokiej temperaturze (UHT) polega na doprowadzeniu mleka do 250 stopni Fahrenheita (138 stopni Celsjusza) przez mniej niż sekundę, podczas gdy pasteryzacja wsadowa odbywa się w bardzo niskiej temperaturze, przy czym mleko jest utrzymywane w temperaturze przez 30 minut przed schłodzeniem .
Nawet po pasteryzacji mleko nie jest całkowicie stabilne. Zepsuje się w ciągu dwóch do trzech tygodni w lodówce, z wyjątkiem mleka UHT, które można przechowywać w temperaturze pokojowej w aseptycznych opakowaniach do trzech miesięcy. Pasteryzacja nie eliminuje również ryzyka zanieczyszczenia wzdłuż linii zasilającej, jak np. w przypadku mleka pasteryzowanego, które jest przepompowywane zanieczyszczonymi rurociągami, ani nie eliminuje organizmów żaroodpornych, chociaż pozbywa się wielu pospolitych patogeny.
Zaletą pasteryzacji jest to, że mleko jest znacznie bezpieczniejsze do picia. Jednak niszczy również niektóre enzymy obecne w mleku, w tym enzymy ułatwiające trawienie mleka. Zmienia również smak mleka, chociaż ludzie przyzwyczajeni do mleka pasteryzowanego mogą nie zdawać sobie sprawy z różnicy między świeżym surowym mlekiem a pasteryzowanym. Ze względu na te wady niektórzy wolą mleko surowe, pomimo jego niebezpieczeństw.