Sirovo mleko je nepasterizovano. Zagovornici tvrde da upravo proces pasterizacije utiče na gubitak brojnih sastojaka koji mogu povoljno uticati na zdravlje organizma. Toplota menja i degradira neke od hranljivih sastojaka koji se prirodno nalaze u mleku. U pasterizovanom mleku, tiamin, riboflavin i vitamini C, E i B-12 nalaze se u tragovima. Sirovo mleko je bogato mikroorganizmima. Tokom pasterizacije, mleko se zagreva do dovoljno visoke temperature kako bi se ubili štetni mikroorganizmi koji mogu biti prisutni. Procenjuje se da oko nula do šest odsto sirvog kravljeg mleka sadrži jednu ili više štetnih bakterija. Međutim, pasterizacijom se uništavaju i bakterije koje mogu biti od velike koristi jer pomažu varenju laktoze u mleku.
Nekoliko epidemioloških studija objavljenih 2014. godine, istaklo je da konzumiranje sirovog mleka tokom ranog detinjstva može smanjiti rizik za razvoj astme, alergijskog rinitisa, alergije na polen... Premda još nije utvrđeno koje su komponente sirovog mleka odgovorne za ovaj „zaštitni efekat“, istraživači pominju mlečnu mast ili proteine surutke kao potencijalne „krivce“.
Bakterije mlečne kiseline u sirovom mleku mogu učiniti sirovo mleko lakše svarljivim, za one koji su netolerantni na laktozu.
