فساد شیر به هرگونه تغییر نامطبوع یا افت کیفیت طعم، بو و بافت شیر گفته می شود. این فرآیند در اثر آلودگی باکتریایی ایجاد می شود. پاستوریزاسیون شیر باکتری های مضر را از بین می برد. برخی از گونه های باکتری بعد از پاستوریزاسیون هم باقی می مانند. رشد بیش از حد این باکتری های مقاوم در برابر حرارت، یا آلودگی میکروبی شیر از محیط، می تواند منجر به فاسد شدن شیر شود.
باکتری ها لاکتوز را برای رشد خود مصرف می کنند. لاکتوز قند طبیعی شیر است که به عنوان یک حامل انرژی در شیر عمل می کند. لاکتوز یک دی ساکارید است که از یک واحد گلوکز به اضافه یک واحد گالاکتوز تشکیل شده است. هنگامی که باکتری ها لاکتوز مصرف می کنند، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد که لاکتوز را به اسید لاکتیک تبدیل می کند. این واکنش شیمیایی تخمیر نامیده می شود.
به دلیل تولید اسید لاکتیک در شیر، سطح pH شیر از 6/6 به 4/5 کاهش می یابد که به معنی افزایش اسیدیته شیر است. بنابراین، اسید لاکتیک موجود باعث ایجاد طعم ترش و بوی نامطلوب در شیر فاسد می شود. شرایط نگهداری مناسب، به ویژه دما، نقش کلیدی در به حداقل رساندن افت کیفیت شیر دارد.