Unatoč tome što samo po sebi ima relativno nisku razinu, mlijeko se smatra važnim izvorom proteina, osobito u zapadnim kulturama. Mlijeko s visokim sadržajem proteina postoji u različitim oblicima, uključujući mlijeko dobiveno od krava koje jednostavno imaju višu razinu proteina, dodatke mlijeka u prahu ili druge mliječne proizvode. Prerađeni mliječni proizvodi kao što su sir i mlijeko dodatno sadrže visoke razine proteina.
Zbog količine vode, mlijeko ima prilično nisku količinu proteina. Međutim, protein kazein koji se nalazi u mlijeku smatra se visokokvalitetnim. Kazein protein sadrži sve esencijalne aminokiseline. Obrano mlijeko i punomasno mlijeko sadrže gotovo istu količinu proteina kazeina.
Određene vrste krava proizvode mlijeko s više proteina od drugih. Godine 2003. genetski su klonirane mliječne krave na Novom Zelandu koje su, na primjer, proizvodile mlijeko s neobično visokim razinama proteina. Genetski modificiranim životinjama, kao što su ove krave, često se daju hormoni rasta. To se smatra kontroverznom praksom, jer se takvi hormoni često prenose kroz životinju iu pobrano mlijeko.
Mliječna mješavina s visokim sadržajem proteina može se skuhati kod kuće miješanjem obranog, nemasnog ili punomasnog mlijeka sa sušenim mlijekom u prahu. Mlijeko u prahu sadrži veliku količinu proteina po unci zbog činjenice da se sva voda isparava iz proizvoda. Miješanjem s tekućim mlijekom, razina proteina se održava na visokoj razini bez da se tekući ili osušeni proizvod razrijedi bilo kojim drugim dodatkom.
Ostali visokoproteinski mliječni proizvodi uključuju sireve i jogurte. Poput mlijeka u prahu, veliki dio vode se uklanja iz sira i jogurta tijekom obrade, što rezultira većim sadržajem proteina od tekućeg mlijeka. Cheddar, mozzarella, krem sir i parmezan imaju relativno niske razine proteina u usporedbi sa svježim sirom. Međutim, porcija svježeg sira često je veća od porcije bilo kojeg od gore navedenih sireva. Svježi sir se često smatra obrokom sam po sebi, osobito ako se pomiješa s voćem.
Jogurt je među najzdravijim visokoproteinskim mliječnim proizvodima. Nemasni jogurt obično ima višu razinu proteina od punomasnog jogurta, a grčki jogurt se također smatra izvrsnim izvorom proteina. Ostale zdravstvene prednosti jogurta uključuju prisutnost živih kultura kao što su acidofol i bifidus, koji potiču zdravu probavu, te kalcij koji se nalazi u svim mliječnim proizvodima.
Mliječni proizvodi s visokim udjelom proteina mogu se koristiti u prakticiranju visokoproteinske dijete. Takva prehrana pomaže u izgradnji čiste mišićne mase, ali može biti na štetu unosa voća i povrća. Kako više razine proteina u prehrani zahtijevaju veću potrebu za unosom vitamina i minerala, preporuča se da se ne zanemari uravnotežena prehrana.