W skład 1 litra mleka krowiego wchodzi 30-35 g białka, z czego 20% stanowią proteiny serwatkowe a pozostałe 80% kazeinowe. Wśród białek serwatkowych dominują syntezowane w gruczołach piersiowych globuliny:?b-laktoglobulina i a-laktoglobulina oraz przechodząca z krwi bydlęca surowicza albumina (BSA). Wyróżniane są cztery podstawowe typy białek kazeinowych: a_S1, a_S2, b i k, kodowanych przez różne geny (tab.1). U chorych z alergią na białko mleka krowiego uczulenie najczęściej dotyczy białek kazeinowych, b-laktoglobuliny i a-laktoglobuliny. U większości pacjentów uczulenie na białka kazeinowe obejmuje wszystkie cztery typy. b-kazeina, pobudzająca wydzielanie dużych ilości swoistych IgE przez podatne osoby, jest obecna także w pokarmie kobiecym i wykazuje 50% homologię sekwencji aminokwasowej. Należy pamiętać, że alergizujące epitopy kazeiny mogą także znajdować się w serwatce. Hydroliza b-kazeiny może wystąpić pod wpływem endogennych enzymów, np. plazminy obecnej w mleku, czego konsekwencją jest powstanie rozpuszczalnych w wodzie N-końcowych fragmentów kazeiny nazywanych poproteolitycznymi peptonami. Białka kazeinowe izolowane z mleka przeżuwaczy (krów, owiec i kóz) wykazują ponad 90% homologię w zakresie budowy, stąd u osób uczulonych na mleko krowie często występują objawy niepożądane także po spożyciu produktów otrzymywanych z mleka koziego i owczego. b-laktoglobulina należy do rodziny białek lipokainowych, stanowiącej źródło licznych alergenów zwierzęcych. Powyższe białko może nie poddawać się trawieniu i być wchłaniane praktycznie w nie zmienionej postaci. Pomimo dużego podobieństwa w budowie pomiędzy bydlęcą i ludzką a-laktoglobuliną, jest ona ważnym alergenem. Proteiny, których zawartość w mleku krowim jest mała, jak BSA, immunoglobuliny i laktoferyna uczulają również do 35-50% chorych (i niekiedy jest to uczulenie na te tylko białka). Badania z ostatnich lat dowodzą, że nie można uznać żadnego z białek wchodzących w skład mleka krowiego za dominujący czynnik, decydujący o alergenności; jednocześnie nie powinno się zapominać o występujących polimorfizmach w zakresie budowy białek oraz zachodzących zmianach w składzie mleka w zależności od fazy laktacji jak i sposobu żywienia krów.

Alergia na białka mleka krowiego występuje u około 1,5-2,8% ogólnej populacji dzieci w wieku 0-2 lat, jednakże stopniowo jej częstość występowania ulega obniżeniu wraz z wiekiem do ok. 0,3% wśród dzieci starszych. Alergia na mleko krowie może również występować u osób dorosłych (częściej wśród kobiet!), przy czym w niektórych populacjach, jak np. w Szwecji sięga 1%.