Bei einer Kuhmilchallergie liegt vor allem entweder eine Allergie, bzw. eine Intoleranz gegen Kuhmilchproteine oder aber gegen Milchzucker (= Lactoseintoleranz) vor, allerdings hat die Kuhmilch allein bereits fünf Einzelallergene, wovon das häufigste Milchallergen das Alpha- Lactoglobulin ist. Die Kuhmilchproteinallergie ist eine der häufigsten Formen der Nahrungsmittelallergien im Säuglings - und Kindesalter, da Kuhmilchproteine in der Regel die ersten sind, die verabreicht werden. Die Kuhmilchproteinintoleranz tritt bei etwa einem Prozent aller Säuglinge meistens im Anschluss an eine infektiöse Durchfallerkrankung unter Ernährung mit kuhmilchhaltigen Nahrungen auf, wobei sie sich oft nur als Gedeihstörung mit gelegentlichen Durchfällen manifestiert.

Die erhöhte Durchlässigkeit der Darmwand für größere Moleküle und die relativ große Eiweißaufnahme pro Körpergewicht sind Faktoren, weshalb gerade Säuglinge und Kleinkinder ein höheres Risiko haben, eine Allergie gegen Kuhmilch zu entwickeln. Entscheidend sind zusätzlich genetische Präpositionen. Die Milchzuckerunverträglichkeit (Lactoseintoleranz) beruht auf der ungenügenden Spaltung des Disaccharids Lactose (Milchzucker) durch mangelnde oder fehlende Lactaseaktivität.