奶牛的高产奶量来源于高效健康运转的泌乳系统，所以有必要加深对奶牛泌乳系统的了解，以进一步理清高产所需要的条件，以及不同乳成分情况下所需要完善的技术管理工作。
乳房的组织结构
泌乳奶牛的乳房是个非常大的器官，含奶和血液时其重量约为50千克，奶牛的乳房包括4个不同的乳区，在一个乳区中形成的牛奶不能转移到另外一个乳区。乳房的左右两侧也被中间韧带隔开，而前部和后部被分隔得更加明显。乳腺是由泌乳组织和结缔组织组成，泌乳组织的数量，即泌乳细胞的数量，是制约乳房产奶能力的因素之一；在选种选育时，所选公牛在产奶预测值、悬韧带、乳房附着等方面的遗传品质要高于所配母牛群。人们通常认为体积较大的乳房产奶能力也较高，事实并非如此，因为体积较大的乳房或许含有许多结缔组织和脂肪组织。
泌乳组织的生长需要
奶牛的乳导管和泌乳组织在奶牛青春期和分娩期开始发育，在营养上，4-12月龄阶段的后备牛要注意各阶段所需蛋白、能量的摄入以及体况的控制，促进乳腺细胞、体格的充分发育，避免后备牛过肥，减少脂肪在乳房的堆积。对于围产前期的营养供给（日粮代谢蛋白大于1100g，泌乳净能达到16兆卡）也直接关系泌乳细胞的数量、大小。很多牧场因后备、干奶牛并不产奶而在营养水平上未予以重视，让牛输在了“起跑线”上，影响了各胎次甚至奶牛终生的产奶量，这是制约牛群产量提升的一个重要影响因素。乳房细胞的大小和数量在前5个泌乳期里均持续有所增加，而产奶量也相应地提高，但对于当前许多奶牛的产奶能力平均持续在2.5个泌乳期左右，所以这种潜力并没有被充分发挥，良好的配种繁殖管理可以使泌乳牛群整体处于产奶高峰期的时间占比增加，从而增加了牛群的年产奶量。
牛奶的产生、贮存
牛奶在泌乳细胞里合成，而泌乳细胞以单层形式排列，位于一种被称之为腺泡的球形结构的基膜上。每个腺泡的直径约为50到250微米。多个腺泡就可以组成小叶，这个地方的结构类似于肺的结构。在两次挤奶之间，牛奶不停的在腺泡区域合成并储存于腺泡、牛奶泌乳管、乳池中。60％到80%的牛奶都储存在气泡和细小的泌乳管小支中，只有20-40%储存在乳池。牛奶在乳房腺泡中合成，在这里，乳腺中的泌乳细胞可以不断地吸收来自血液供给的养分转化为乳成分。牛奶脂肪主要包括甘油三酯，由甘油和脂肪酸合成，长链脂肪酸从血液里吸收，短链脂肪酸则由血液中的乙酸和丁酸在乳腺里合成。牛奶中的蛋白质由血液中的氨基酸合成。这些蛋白质包含大部分的酪蛋白以及少量的乳清蛋白。乳糖则由泌乳细胞中的葡萄糖和半乳糖合成。由血液中转化而来的维他命，矿物质，盐分和抗体通过细胞质进入到气泡内腔。牛奶的合成是一个连续不断的过程，每次挤出的牛奶是在挤奶前就已经贮藏在乳房中。
乳成分的变化规律
如果把贮藏牛奶的腺泡看成一个球体，那么其中的泌乳细胞则可以看成是它的球面。据此可以在这里做一个假设推论，腺泡贮藏牛奶的体积越大，则腺泡贮藏牛奶的相对球表面积越小，也就意味着腺泡中每单位体积牛奶对应的泌乳细胞的数量会越少，而泌乳细胞的数量与其分泌的乳成分含量正相关，也就是意味着奶牛的产量越高，对应的乳成分会越少。这个假设推论能够解释为什么产后30-90天奶产量最高的时期，乳成分反而最低。
具体到每天的各项乳成分，通常受气候环境、配方组成、TMR搅拌、推料情况、干物质采食量、躺卧反刍情况、牛舍环境等因素影响，在敏感性上由强到弱的受影响顺序依次为乳脂、乳蛋白、乳糖，这与奶牛机体内的瘤胃菌群PH敏感性、唾液分泌量、代谢能量、代谢蛋白量、乳汁合成分泌过程、乳房渗透压等因素密切相关，具体各成分指标相对变化要依实际变动因素判定，再进行相应定向调整。
如乳脂肪与乳蛋白差值小于0.4(或比值小于1.1)的情况下，意味着需要排查牛群瘤胃酸中毒或日粮的脂肪抑制情况。整体产量高、乳成分都高（主指乳蛋白）的牛群通常会有着较高的干物质采食量；产量高、乳成分低的牛群一般在体格和干物质采食量上并不突出，牛群处于泌乳高峰阶段；产量低、乳成分高的牛一般在营养供给上有所欠缺，后备、围产及泌乳期的乳腺发育程度未达最理想状态，或繁殖配种存在问题使整体牛群处于泌乳后期阶段。产量低、乳成分均低牛群通常采食的饲料尤其粗料的品质特别差，日粮配比有缺陷，干物质采食量低，存在群体性疾病，环境舒适度差。
高产需要的技术管理
乳腺组织受血管的动脉和静脉系统支持。乳房的左侧和右侧通常都有自己的动脉系统供给血液，但也有一些小动脉将左右两侧连通起来。动脉系统的主要作用是不断地给牛奶合成细胞提供养分。每生产1升牛奶需要流过乳房的血液为387-500升，当奶牛的日产量达到60升时，就要求有接近30000升的血液循环流过乳腺。所以给当今高产奶牛提出了很高的要求，需要有足够的营养物质来自于血液，这一方面要求奶牛有良好的舒适度、躺卧时间（牛舍环境管理，多躺卧1小时多产奶1.7公斤），让血液中的营养物质流向乳房以利用；另一方面需要牛有足够高的采食量（原料、配方、TMR制作、料槽管理），健康高效的瘤胃发酵环境（瘤胃健康管理），健康充足的养分消化吸收途径（减少副结核、梭菌、霉菌毒素等干扰因素），健康合理的体内营养分配利用机制（如氨基酸平衡提升蛋白利用效率、生长激素改善机体营养分配等），上述这些过程都做好了才可以给泌乳组织提供足够多的营养原料以生产更多的牛奶和乳成分，同时需要尽可能减少疾病、应激因素对上述这些过程途径的干扰。
