La pasteurización es un proceso, llamado así por el científico Louis Pasteur, que aplica calor para destruir los patógenos de los alimentos. Para la industria láctea, los términos «pasteurización», «pasteurizado» y otros similares significan el proceso de calentar cada partícula de leche o producto lácteo, en un equipo adecuadamente diseñado y operado, a una de las temperaturas indicadas en la siguiente tabla y mantenida continuamente a esa temperatura o por encima de ella durante al menos el tiempo especificado correspondiente:

*Si el contenido de grasa del producto lácteo es igual o superior al 10 por ciento, o si contiene edulcorantes añadidos, o si es concentrado (condensado), la temperatura especificada se incrementará en 3ºC (5ºF). El ponche de huevo se calentará como mínimo a las siguientes especificaciones de temperatura y tiempo:

El método original de pasteurización era la pasteurización en cuba, que calienta la leche u otros ingredientes líquidos en un gran tanque durante al menos 30 minutos. En la actualidad se utiliza principalmente en la industria láctea para preparar la leche para la elaboración de cultivos iniciadores en el procesamiento de queso, yogur, suero de leche y para la pasteurización de algunas mezclas de helado.

El método más común de pasteurización en los Estados Unidos hoy en día es la pasteurización a alta temperatura y corto tiempo (HTST), que utiliza placas de metal y agua caliente para elevar la temperatura de la leche a por lo menos 161 °F durante no menos de 15 segundos, seguido de un enfriamiento rápido. La pasteurización a alta temperatura y menor tiempo (HHST) es un proceso similar a la pasteurización HTST, pero utiliza un equipo ligeramente diferente y temperaturas más altas durante un tiempo más corto. Para que un producto se considere ultrapasteurizado (UP), debe calentarse a no menos de 280° durante dos segundos. La pasteurización UP da como resultado un producto con una vida útil más larga, pero que sigue requiriendo refrigeración.

Otro método, el procesamiento aséptico, que también se conoce como temperatura ultra alta (UHT), consiste en calentar la leche utilizando equipos comercialmente estériles y llenarla en condiciones asépticas en envases herméticos. El producto se denomina «estable en almacén» y no necesita refrigeración hasta que se abre. Todas las operaciones asépticas deben registrar sus procesos ante la «Autoridad de Procesos» de la Administración de Alimentos y Medicamentos. No hay un tiempo ni una temperatura establecidos para el procesamiento aséptico; la Autoridad del Proceso establece y valida el tiempo y la temperatura adecuados en función del equipo utilizado y de los productos que se procesan.