Quá trình thanh trùng rất quan trọng vì nó tiêu diệt vi khuẩn có hại. Sữa tươi và các sản phẩm từ sữa có thể chứa các vi sinh vật như Salmonella, E. coli và Listeria gây ra các bệnh truyền qua thực phẩm.
Nhiều vấn đề sức khỏe do sữa chưa tiệt trùng gây ra, chẳng hạn như bệnh lao, bệnh listeriosis, sốt thương hàn, bệnh bạch hầu và bệnh brucella. Các triệu chứng của bệnh do sữa không được tiệt trùng là nôn mửa, tiêu chảy, đau bụng, sốt, đau đầu và đau nhức cơ thể. Phụ nữ nhiễm vi khuẩn Listeria từ sữa chưa tiệt trùng khi đang mang thai có thể bị sẩy thai.
Quá trình thanh trùng xảy ra khi sữa được làm nóng đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi. Quy trình này được Louis Pasteur phát minh vào những năm 1800 như một cách để giữ sữa tươi lâu hơn. Hai loại thanh trùng đang được sử dụng ngày nay. Trong quá trình xử lý ở nhiệt độ cao, thời gian ngắn, sữa được chạy giữa các tấm kim loại và đường ống được làm nóng trong 15 giây. Sữa tiệt trùng, trái với một số tuyên bố, không gây ra chứng không dung nạp lactose hoặc dị ứng sữa và không làm giảm giá trị dinh dưỡng. Nó cũng không kéo dài khi bảo quản bên ngoài tủ lạnh.
Mặc dù hầu hết sữa và các sản phẩm từ sữa ở Hoa Kỳ đều trải qua quá trình thanh trùng, nhưng vẫn có một số ngoại lệ. Một số loại pho mát mềm sử dụng sữa chưa được khử trùng trong quá trình sản xuất và có thể gây hại. Các loại pho mát sữa tươi nguyên liệu này bao gồm Brie, Camembert, queso bích họa, queso panela, asadero và queso blanco.
