动物和植物一样，为了本身的生长和繁殖必须吸收各种养分，这种对食物进行加工并把它输送到血液中的整个过程就是消化。消化包括把较大的颗粒破碎(咀嚼)成较小的颗粒，用化学的方法把较大的分子分解成较小的分子(把纤维素分解成挥发性短链脂肪酸)，利用微生物的方法把许多元素合成化合物，以及把许多小的分子转变成氨基酸和维生素。
牛是反刍家畜，从解剖结构来看，它共有4个胃，即瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃。前3个胃没有消化腺，不能分泌胃液；第四个胃才是具有分泌胃液的真胃。瘤胃虽不能分泌消化液，但胃内有大量的微生物，它对食物的分解与营养物质的合成起着极为重要的作用。所有这些特点与非反刍家畜在消化生理方面有很大差异。  消化是在消化道进行的，反刍家畜的消化道比其他动物要复杂得多，乳牛的消化道包括口腔、食道、瘤胃、小肠和大肠(如图1)。对中等的成熟乳牛，这些部分组成一条长约55m的曲折管道。

    消化系统总的功能是：(1)摄取饲料；(2)短时间存贮饲料；(3)消化和吸收可消化的养分；  (4)排出没有消化的部分。
   口腔：反刍家畜无上切齿或犬齿。因此，采食饲料时依靠上面的齿垫和下面的切齿以及吞和舌的协同活动。   
   胃：反刍家畜共有4个胃室，即瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃。这种消化系统的构造与非反刍家畜相比，在营养学上有两个很重要的区别。其一是反刍家畜因有4个胃室，这就为其消化饲草提供了充分的空间，有利于养分的吸收和利用。其二是反刍家畜的瘤胃为数量庞大的微生物群体提供了十分理想的好环境。瘤胃内的微生物群体是反刍家畜能够主要以粗饲料维持生命的根本原因。
   反刍：反刍是反刍家畜特有的生理现象。反刍时，家畜自瘤胃送出并反复在口腔内咀嚼粗糙饲料。每次反刍到口腔内的食团咀嚼约lmin后咽下。每天的反刍时间约为8h左右。还有很少一部分自瘤胃被血液吸收再通过肺脏内的气体交换而呼出。
乳牛作为反刍家畜，对饲料的消化过程如图2。

    反刍家畜与单胃动物在营养消化及利用上的重大差别主要表现在4个方面：一是可利用纤维素作为能量的来源，即通过瘤胃微生物的发酵作用使粗纤维变成低级挥发性脂肪酸，经机体吸收后用作合成糖的原料；二是瘤胃微生物可利用非蛋白氮(NPN)或氨合成菌体蛋白，成为优质蛋白质饲料资源之一；三是瘤胃微生物可合成B族维生素及维生素K等；四是不饱和脂肪酸可经瘤胃微生物酶的作用加氢还原成饱和脂肪酸，这是反刍家畜独特的消化生理特点。其生物学价值的进一步开发已成为近年来生物工艺学研究的热点之一。