奶牛性情温顺，但富有神经质。饲养管理条件要求比黄牛高，且抗病能力不及黄牛。奶牛汗腺不发达，排热力差，所以抗热性不如抗寒性好。一般奶牛适宜的气温是8～16℃，气温超过30℃，产奶量要明显下降，40℃时奶牛拒食。奶牛反刍 (倒沫) 多集中在夜间，尤其天黑以后反刍活动达到高峰，每天反刍为6～8次，每次采食后都要出现一段紧张的反刍，每次咀嚼食团不等，每个食团咀嚼50～60次。反刍会因外界惊扰而终止，所以奶牛在集中反刍时应避免惊扰。奶牛每次下槽后，要有一段站立，每天上午和夜间分别要有一段较长时间的卧地休息，尤其夜间较长，前半夜集中反刍，午夜出现1小时左右的睡眠，昼夜休息时间是8～9小时。奶牛和马骡同是草食动物，但消化食物特点明显不同。骡马是单胃家畜，只有一个胃不会反刍，盲肠、结肠特别发达。它消化食物主要靠消化腺体分泌的消化液中的胃蛋白酶、胆汁、胰液以及唾液、肠液中的消化酶等把饲料中所含的蛋白质、碳水化合物分解成氨基酸、单糖，再通过肠道绒毛膜吸收进入血液，运往全身，供给机体需要。而奶牛是反刍家畜，奶牛的消化器官由口腔、食道、胃 (瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃)、小肠、肛门和一些消化腺体组成。

口腔主要摄取食物，通过咀嚼将草料切碎，分泌唾液将草料湿润黏合成团，然后经食道将食团咽下。奶牛采食量大，不能细嚼慢咽，吃饱后休息时，经过反刍，食物重新回到口腔，细嚼后进入消化道。据报道，奶牛在24小时内咀嚼次数包括采食、反刍约为42 000次，由此可见重视奶牛草料质量和精细加工十分重要。奶牛口腔内的腮腺、颌下腺、舌下腺三对主要腺体，一昼夜能分泌唾液100～200升，其中含有大量的碳酸盐和磷酸盐(均为碱性物质)，因此不仅能湿润黏合草料使之成团，而且可以中和瘤胃内微生物发酵所产生的有机酸，借以调节瘤胃内的酸碱度。唾液的分泌量与采食饲料类型有密切关系，喂干饲料比喂流体饲料时分泌的唾液要多。因为干饲料在瘤胃内强烈发酵，可产生大量的有机酸，从而促使这些腺体大量分泌唾液，以维持酸碱平衡，据此特点喂养奶牛应以粗饲料为主。奶牛有四个胃：瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃。前三个胃又称前胃，均没有消化腺;皱胃能分泌消化液，又叫真胃。由于各胃结构不同，其消化功能也不一样。

奶牛瘤胃前接食道，通过瘤网口与网胃相通，瘤胃容积很大，约占腹腔总容积的80%，是一左右稍扁、前后伸长的大囊袋，成年奶牛瘤胃能容纳草料100～120千克。占据整个腹部左半侧和右侧下半部，有一条强大的柱状肌肉带将瘤胃分成上、下两部分，即背囊和腹囊。柱状肌强有力的收缩使瘤胃有节律地蠕动，同时瘤胃黏膜上有许多乳头状突起，尤其在背囊部黏膜乳头特别发达，有助于营养物质吸收。瘤胃就像一个大的饲料发酵罐，食入的纤维类饲料通常在瘤胃内能滞留20～48小时。奶牛因采食量大，故吃草时不可能细嚼慢咽。通常采食后30～60分钟，再把食团送回口腔慢慢细嚼，即进行反刍。每一次反刍持续时间40～50分钟，然后间歇一段时间再行下次反刍。饲料在瘤胃内经微生物发酵会产生大量二氧化碳和甲烷。这些气体约1/4被吸收利用。其余气体奶牛要以嗳气的方法排出体外，平均每小时奶牛会嗳气17～20次。如果嗳气不能正常排出，就会影响到奶牛瘤胃内容物的酸碱度平衡。奶牛瘤胃内有大量微生物寄居，这些微生物分细菌、原虫和真菌三大类，不仅数量大，而且种类多。1克瘤胃内容物中就有各种细菌109～1010个，纤毛虫103～106个，真菌103～105个。这些微生物不仅与宿主奶牛之间存在着共生关系，而且微生物之间也存在着相互制约和共生关系。如好氧菌生长消耗了氧气，为厌氧菌发育创造了条件;纤毛虫必须依靠细菌的代谢产物生存，另一方面纤毛虫具有增进瘤胃细菌降解纤维素能力的作用;瘤胃真菌与甲烷菌之间也有共生关系，两者混合培养时，纤维素降解率显著提高;瘤胃内的微生物能将饲料中70%～80%的可消化营养物质，在发酵过程中合成菌体蛋白，这种菌体蛋白进入肠道被消化吸收，成为奶牛蛋白质的来源; 饲料中42%～61%的粗纤维要靠瘤胃细菌和纤毛虫产生的纤维素分解酶逐级分解成挥发性脂肪酸，成为奶牛所需能量的主要来源，同时这些微生物还能合成维生素K和不饱和脂肪酸等。

网胃体积最小，约占腹腔总容积的5%，位于膈肌顶部后方，由网瘤褶将其与瘤胃隔开。因网胃内壁形状似蜂窝，故又称蜂窝胃。瘤胃与网胃内容物可自由混杂，功能相似，因而瘤胃与网胃亦合称为瘤—网胃。网胃能控制食糜流出，只有当食糜颗粒直径小于1～2毫米时，才能流入瓣胃。网胃前面紧贴横膈膜，距心包仅1.5厘米左右，加之网瓣口又略高于胃体本身，食入的异物，特别是铁丝、钢针等相对密度较大，常沉于胃底，这就是奶牛易发生创伤性心包炎的根本原因。

瓣胃比较坚实，占腹腔总容积的7%～8%，其黏膜为大、中、小皱壁，俗称百叶。进入瓣胃的流体食糜，一部分水分被瓣胃吸收，其余水分被瓣胃叶片挤压出来流入皱胃，使食糜变干，便于瓣胃叶片揉、研磨和筛滤，使之变得更为细碎后进入皱胃。

皱胃又叫真胃，分胃底部和幽门部，胃黏膜折叠成许多纵向皱褶，能阻止皱胃内容物回流瓣胃。在胃底部有消化腺体，能分泌胃蛋白酶、凝乳酶和盐酸。胃液呈酸性，能分解前胃来的微生物，多种菌体蛋白和未被微生物利用的饲料蛋白，在皱胃消化液的作用下，进一步被分解为氨基酸，最后被奶牛吸收利用。

食道沟开始于瘤胃贲门部，向下延伸至网—瓣胃，呈管状。食道沟实际上是食道的延续。当犊牛吸吮乳头或哺乳器时，引起食道沟反射性收缩，使乳汁或其他液体食物越过瘤胃和网胃，直接进入瓣胃和皱胃，可有效地防止乳汁等液体食物在瘤胃和网胃内被微生物分解发酵。只有哺乳期犊牛才有这种特殊兴奋状态，能使食道沟闭合。随着犊牛生长发育，食道沟闭合逐渐减弱乃至消失。

奶牛肠道分小肠和大肠，小肠包括十二指肠、空肠和回肠; 大肠包括盲肠、结肠和直肠。小肠特别发达。成年牛小肠长35 ～40米，大肠长11～13米。肠长和体长的比例是27：1。小肠是食物进一步消化吸收的场所。食物经胃消化后，变成流体或半流体的酸性食糜，这些流体食糜进入小肠后，又混入胰液、肠液、胆汁等消化液，加之小肠的机械运动，食糜中营养物质被进一步消化分解，大部分营养物被肠壁吸收，随血流运往全身，被奶牛利用。食糜被小肠消化吸收后，残余部分进入大肠，大肠黏膜能分泌碱性消化液，一些未被消化的营养物质，在盲肠、结肠内被继续分解吸收，残渣最后经直肠排出体外。由于奶牛具有复胃和发达的肠道，饲料从进入口腔到残渣排出体外，一般要经过24～48小时，难以消化的饲料在消化道可存留14天，所以奶牛对饲料的消化率比其他畜禽都高。