In einer Zentrifuge wird die Milch in Magermilch und Rahm getrennt. Der Rahm wird der Magermilch anschließend bis zum gewünschten Gehalt von 0,3 Prozent, 1,5 oder 3,5 Prozent wieder beigemischt. Der Überschussrahm wird zur Herstellung von milchfetthaltigen Produkten verwendet.
Bei der Homogenisierung wird die Milch mit einer Hochdruckpumpe bei 50 °C durch eine enge Öffnung gepresst. Die Membran der Fettkügelchen, die einen Durchmesser von 6 µm haben, wird dadurch zerstört. Es bilden sich neue, kleinere Fettkügelchen von nur 1 µm Größe. Auf diese Weise wird ein Aufrahmen, also ein Aufschwimmen des Fettes auf der Milch, weitgehend vermieden. Gleichzeitig bekommt die Milch eine verstärkte Weißkraft, einen volleren Geschmack, und die Fettresorption beim Verzehr wird erleichtert. Die damit einhergehende Vergrößerung der Oberfläche der Fettkügelchen kann sich jedoch auch nachteilig auswirken. Licht und Luftsauerstoff wirken leichter auf das Fett ein, so dass ein metallischer, talgiger oder pappiger »Oxidationsgeschmack« entstehen kann. Außerdem kann eine Kuhmilchallergie in ihren Auswirkungen verstärkt werden. Die Behauptung, dass beim Homogenisieren Enzyme freigesetzt werden, welche die Zellmembran der Blutgefäße schädigen und die Arteriosklerose fördern, ist nicht haltbar und mehrfach widerlegt.
Milcherhitzungsverfahren
| Verfahren | Temperatur | Dauer | Keimabtötung | Haltbarkeit |
| Thermisieren | 62 – 65 °C | 10 – 20 Sekunden | über 95 Prozent | 2 – 3 Tage |
| Pasteurisieren | ||||
| Dauererhitzung | 62 – 65 °C | 30 Minuten | 95 Prozent | 3 – 4 Tage |
| Thermisation | 70 °C | 15 Sekunden | 99 Prozent | 4 – 5 Tage |
| Kurzzeiterhitzung | 71 – 74 °C | 40 – 45 Sekunden | 99,5 Prozent | 5 – 6 Tage |
| Hocherhitzen | 85 – 90 °C | 8 – 15 Sekunden | 99,9 Prozent | 6 Tage |
| Ultrahocherhitzen (UHT) | 135 – 150 °C | 2 – 8 Sekunden | ≈ 100 Prozent | 6 – 8 Wochen |
| Sterilisieren | 110 – 120 °C | 20 – 45 Minuten | ≈ 100 Prozent | 6 Monate |