אחד מחלבוני החלב הוא החלבון קזאין. עקב היותו עשיר בסידן, הקזאין אחראי לצבעו הלבן של החלב.
בנוסף לכך, השומן בחלב – צבעו לבן. ככל שהחלב מכיל יותר שומן, צבעו לבן יותר. חלב דל-שומן או נטול שומן הוא לבן פחות (או מעט יותר אפור), לעומת חלב המכיל יותר שומן.
סיבה נוספת לכך שהחלב נראה לעינינו בצבע לבן היא העובדה שיש בו עצמים שאינם סופגים כמות גבוהה של אור אלא בעצם מחזירים אותו. עצמים שצבעם אדום, לדוגמה, מחזירים לעינינו רק אור אדום, וסופגים את שאר צבעי האור. החלקיקים המרכיבים את החלבון קזאין ואת השומן בחלב, אינם סופגים את האור ומחזירים את כולו. לכן צבעו של החלב לבן וצבעה של השמנת לבן עוד יותר.