ラクトースはグルコース分子とガラクトース分子が結合してできた二糖類である。 具体的には、β-D-ガラクトピラノシルとD-グルコピラノース（グルコースの異性体であるαまたはβはいずれもラクトースを形成しうる）がそれぞれ炭素数1および4で結合したものである。 2つの単糖の間に結合が形成されるとき、水分子が放出される。 また、この化合物はヘミアセタール性の水酸基を持っており、ベネディクト反応を与える、つまり還元的である。
乳糖は、雌の哺乳類の乳の中に4～5％の割合で含まれていることから、乳糖とも呼ばれています。 例えばラクダのミルクは乳糖を豊富に含んでいます。 乳糖の正しい吸収にはラクターゼという酵素の存在が必要です。
水和水1分子で結晶化するので、その式は：C12H22O11-H2O、これは乳糖一水和物とも呼ばれます。 乳糖一水和物のモル質量は360.32g/molである。 無水ラクトースのモル質量は342.30 g/molです。
乳酸菌における乳糖代謝は、乳中に存在する乳糖を発酵させて生産されるチーズやヨーグルトなどの製品の経済的重要性から、広く研究されています。
乳糖はカルシウムの吸収を助け、歯茎の正しいミネラル化を可能にし、腸内細菌叢に有益なプレバイオティクス効果を持ちます。
乳糖が体内で正しく吸収されないと、摂取量に応じて、腹痛、膨満感、フォリア、さらには便秘や嘔吐などの不耐症（乳糖不耐症）の様々な症状が現れます。 しかし、乳糖不耐症の人が乳製品を摂取しても、胃腸に障害が起こるわけではなく、こうした一過性の症状にとどまる。 乳糖不耐症だと思っている人の多くは、実際には乳糖吸収不良ではなく、診断されていない病気（セリアック病、炎症性腸疾患、細菌の過繁殖など）の存在や、特にIgEを介さない場合は診断が難しい牛乳アレルギーによる症状であると言われています。 小腸に疾患のない健康な人であれば、1回の食事で12g（牛乳1カップに含まれる量）の乳糖を摂取しても、全く、あるいは軽い症状で済みますが、低乳糖の牛乳を選ぶ、牛乳をヨーグルトや生チーズで代替する、あるいは乳糖を補給することで、耐性は改善されます。 さらに、原発性ラクターゼ欠乏症の人が乳製品を定期的に摂取することで、大腸菌が好適に適応し、乳糖の分解を助け、乳糖に対する耐性とカルチンを進行させる可能性があります。