自从人类成功驯化了某些野生哺乳动物，他们就开始饮用人类来源以外的奶汁。驯化过程始于10000多年前的中东，首先是山羊，然后是绵羊，几个世纪后是牛。因为奶是新生儿独有的食物，所以在历史上很早就获得了强大的象征意义。古代世界的神话中有很多这样的故事，一些被赋予了特殊命运的孩子从出生起就被喂食动物奶。比如，希腊神话中的天神宙斯是喝山羊的奶长大的；罗马神话中罗马的奠基人罗慕路斯与雷穆斯在濒临死亡之际，一头母狼用自己的乳汁喂养了他们。
自从人类文化中有了奶，他们就会观察到自然发酵的现象。在一定的条件下，发酵会将奶中难以消化的乳糖转化为易被吸收的半乳糖和葡萄糖分子；同时，发酵也会允许奶制品保存更长。这也吸引了许多人逐渐发展和完善了这种珍贵的发酵技术。
酸奶其实最初是古代游牧民族的人们发现牛奶或羊奶在自然条件下放置太久会因为“污染”而变酸，但是这样的奶喝后人体不仅不会出现异常，反倒口味独特、清香怡人。为了能够继续得到这样的奶，他们便把它接种到经过冷却煮熟的新鲜牛奶中，经过一段时间的培养发酵，便获得了新的酸奶。现在的酸奶工艺也就是在此基础上发展而来的。
20世纪初期，俄国科学家梅契尼科夫在研究人类长寿问题时，发现保加利亚的百岁老人数量明显超过其它地区，当地人长期饮用酸奶的习惯引起了梅契尼科夫的注意。经过一系列的研究，他认为酸奶中的一种乳酸菌可能是他们健康和长寿的重要原因。在他的“长寿学说”中，他提出，衰老是由肠道腐败菌引起的，而乳酸菌能够改变肠道菌群，从而延缓衰老。
随着梅契尼科夫“酸奶长寿”理论的提出，人们开始越来越关注酸奶，一些商人也抓住契机，迅速将酸奶推向市场，很快酸奶便风靡全世界。
乳制品主要营养成分的浓度与它们所提供的能量相比要高，它们被认为是营养密集的食物。酸奶的营养成分是基于它的来源牛奶，牛奶的成分因奶牛的饮食、能量平衡、健康状况、哺乳期、品种和年龄而异。
那么，当牛奶发酵成酸奶后，营养会发生什么变化呢？
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碳水化合物
纯酸奶中，乳糖是主要的可利用碳水化合物，酸奶细菌利用乳糖作为能量来源并产生乳酸，这会降低牛奶的pH值，这会产生典型的酸奶的酸味，并保护产品不受微生物的影响。摄入酸奶后，乳糖被肠道刷状缘乳糖酶水解为葡萄糖和半乳糖。这些单糖通过主动运输机制被吸收到血液中。
除了天然的碳水化合物外，加糖酸奶中还含有其它简单糖，这会增加饮食中添加糖的摄入量，建议严格控制这种含糖酸奶的摄入。某些乳酸菌产生的胞外多糖可以改善酸奶的质地，并可能在通过消化系统的过程中保持完整。
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蛋白质
酸奶蛋白来源于牛奶蛋白，牛奶蛋白的消化和氨基酸的释放对生长和发育至关重要，由于发酵，酸奶中游离氨基酸的可获得性比牛奶中更高。
牛奶蛋白由酪蛋白部分（约80%）和乳清蛋白部分（约20%）组成。酪蛋白既是氨基酸的来源，也是钙和磷的来源。乳清蛋白比酪蛋白更具水溶性，但其球状结构使其在加热时容易变性。主要的乳清蛋白组分是β-乳球蛋白（大约占总乳清蛋白的一半）、α-乳白蛋白、牛血清白蛋白和免疫球蛋白。此外，乳清蛋白中含有少量的乳铁蛋白和多种酶。
由于酪蛋白和乳清蛋白的结构不同，它们表现出不同的消化动力学。乳清蛋白通过增加氨基酸的可利用性来限制蛋白质在衰老过程中的损失，也已被证明能够刺激氨基酸氧化和餐后蛋白质合成，而不改变蛋白水解。不仅如此，乳清蛋白的高亮氨酸含量对老年人特别有意义，因为亮氨酸可以作为蛋白质合成的一种活跃的调节剂。摄入快速消化的乳清蛋白有助于刺激糖尿病患者的胰岛素分泌，因为它提供了比摄入酪蛋白更大的餐后氨基酸浓度和更高的β细胞反应。
研究表明，与牛奶相比，酸奶中蛋白质的营养价值在发酵过程中得到了很好的保存。酸奶生产过程中的发酵会导致产品的pH值较低，将蛋白质从钙中释放出来，从而使其更易消化。酸奶发酵过程中，牛奶中的蛋白质会被蛋白分解菌提前消化，这可能会导致酸奶中游离氨基酸的含量高于牛奶。因此，一些人也认为酸奶中的蛋白质比牛奶中的蛋白质更容易消化。
牛奶中的活性肽含量较低，但在酸奶发酵过程中，会被蛋白水解菌分解产生大量的生物活性肽，可以影响免疫系统、消化系统、心血管系统和神经系统。乳铁蛋白也是一些生物活性肽的前体，包括具有抗菌活性的多肽。这些多肽的生物活性取决于它们与低聚糖、糖脂质和脂肪等非肽乳成分的相互作用和协同作用。此外，某些乳酸菌菌株已被证明可以降低牛奶中的胆固醇含量。
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脂质
乳制品中还含有被认为对健康有益的不饱和脂肪酸和反式脂肪酸。牛奶中最丰富的脂肪酸之一油酸和不饱和脂肪酸亚油酸，可能会赋予酸奶抗炎的特性。共轭亚油酸是一种天然存在于牛奶中的反式脂肪酸，也具有许多健康特性，包括抗炎、免疫调节、抗菌、抗癌和抗肥胖特性。
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矿物质
牛奶和乳制品中的矿物质部分由常量元素（钙、镁、钠、钾、磷和氯）和少量元素（铁、铜、锌和硒）组成。矿物质以不同的形式存在于乳制品中，例如，钙可以游离形式存在，也可以与柠檬酸、磷酸和游离脂肪酸相结合。
与成人饮食中的其它食品相比，酸奶和乳制品是公认的钙和磷的丰富来源。普通酸奶中的钙磷比约为1.5，这些矿物质对骨骼结构的完整性至关重要。此外，酸奶的酸度会对矿物质的吸收产生一些有利影响。例如，酸奶的低pH值会使钙离子化，从而促进钙的吸收。磷酸肽也有助于保持钙的溶解性，从而促进其通过被动扩散被吸收。
与牛奶相比，酸奶的高粘度也可能通过增加肠道转运时间，从而提高矿物质的吸收，因为这可能意味着增加了矿物质的可吸收时间。
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维生素
牛奶和乳制品中的维生素由亲脂性维生素和亲水性维生素组成。亲脂性维生素主要存在于乳脂部分，而亲水性维生素则主要在水相。全脂牛奶发酵的酸奶可以包含大量的维生素A和B族维生素。
维生素B12是人体一种不可缺少的维生素，高等动植物都不能自己制造维生素B12，自然界中的维生素B12都是由维生素合成的。动物可以通过其体内的细菌合成维生素B12，所以，膳食来源主要为动物性食物。酸奶等乳制品是维生素B12的极佳来源。细菌也会影响最终产品中维生素的含量。乳酸菌生长需要B族维生素，但有些乳酸菌能够合成B族维生素。在发酵过程中，维生素B12、维生素C以及叶酸的产生会发生变化，因所使用的菌株而不同。
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乳酸菌
乳酸菌在乳品发酵过程中发挥着不同的作用。它们通过产生乳酸来延长保质期，产生不同的化合物（例如，酸奶中的乙醛和丁二酮等风味化合物以及多糖和乳糖酶），改变食物的营养价值（例如，合成维生素或释放游离氨基酸）。此外，它们也表现出一些有益健康的作用。事实上，酸奶和某些乳酸菌显示出了很有前景的改善健康的效果，特别是改善乳糖不耐受、免疫功能、过敏、便秘、腹泻、炎症性肠病、幽门螺旋杆菌感染和结肠癌等。根据菌种的不同，酸奶发酵还可能产生各种具有血管紧张素转化酶抑制特性的多肽。
现在有一个相对新兴的概念叫“食物矩阵假说”（food matrix hypothesis），它认为，食物中每一种成分的总和所贡献的营养能力，比单独食用每种营养所能贡献的能力要大。确实，营养物质以纯补充剂的形式摄入和以天然食物的形式摄入的效果是不同的。例如，在一项关于钙和减肥的随机对照试验中发现，高钙饮食在抑制骨化三醇方面比同样含量的高钙补充剂更有效。
食物矩阵效应也有助于解释具有同等营养成分的食物在健康结果上的差异。例如，在一项对前瞻性队列研究的有力荟萃分析中观察到，2型糖尿病发生与酸奶摄入之间存在一致的负相关，但是与牛奶或奶酪之间没有。
酸奶作为均衡饮食的一部分具有许多有益健康的作用：酸奶中的基本营养物（比如蛋白质、钙、磷和B族维生素）、乳酸菌、某些特定的多肽和氨基酸（比如亮氨酸）以及酸奶的高营养密度和相对低的能量密度，赋予了酸奶独特的质地、微观结构、独特的营养相互作用，提高了营养物质生物利用度，这也大大提高的乳制品的健康促进作用。
酸奶不但保留了牛奶的优点，而且某些方面还扬长避短，成为更加适合人类的营养保健食品。比如，酸奶的发酵过程使牛奶中的乳糖和蛋白质被分解，使人体更容易消化和吸收，还可以避免乳糖消化不良的人群因喝牛奶而导致的腹胀或腹泻等现象；另外，酸奶发酵虽然不能改变钙等矿物质的含量，但是发酵后产生的乳酸可以有效地提高钙的吸收；酸奶发酵过程还可以产生人体所必需的多种维生素……
