חליבה מכנית היא שיטת החליבה המודרנית הנפוצה היום בעולם המערבי. זהו תהליך שבו נחלבות בהמות (בעיקר פרות, כבשים או עזים), תוך שימוש במיכון לשם פעולת החליבה עצמה (בהבדל מחליבה ידנית). בחליבה המכנית מצמידים את אשכול החליבה לעטין הבהמה; באמצעות יצירת פעימות ואקום על פטמות עטיני הבהמות, בצורה המדמה חליבה ידנית, נשאב החלב החוצה ומועבר, תוך כדי קירורו, למכלי חלב.
פיתוח החליבה הממוכנת העלה את גודלן הממוצע של רפתות החלב מרפת משפחתית, שכללה מספר מועט של פרות, לרפתות של עשרות, מאות ואף אלפי פרות. הגידול בהיקף הרפתות הפך את ענף הבקר לחלב, בחלק ממדינות המערב, לענף בעל מאפיינים תעשייתיים במובנים רבים.
היום התפתחה החליבה המכנית עד כדי כך שניתן לראות בעשרות רפתות בישראל רובוטים המשמשים מכונת חליבה ומאפשרים לפרה להיכנס אליהן, כשהיא רוצה בכך, להזדהות באמצעות מחשב ולהיחלב בצורה המתאימה לה.
צפו ברפת הרובוטית באבני איתן: