乳汁由乳腺的腺泡细胞所分泌。但乳汁的分泌需要垂体前叶分泌细胞产生的催乳素的作用，而乳汁的排出则有赖于垂体后叶神经分泌细胞产生的催产素的作用。当然，在乳汁分泌的调节过程中，还有雌激素、孕激素、生长激素、甲状腺素、肾上腺皮质激素、胰岛素等许多激素的共同参与。此外，乳母的营养物质摄入情况及乳母的情绪状况等都会对此产生一定程度的影响。
胎儿娩出后，雌激素、黄体素分泌骤然减少，垂体前叶分泌的催乳素大量增加，催乳素直接作用于乳腺腺泡膜上特异性受体，通过腺苷酸环化酶与cAMP-Pk系统，使与乳汁生成有关的酶经磷酸化而被激活，促进乳汁蛋白质的合成，包括α-乳白蛋白的合成以及乳糖及甘油三酯的合成，以保证乳汁的合成与分泌。而在分娩后，垂体后叶神经分泌细胞分泌大量催产素，它作用于乳腺导管的肌上皮细胞和乳房周围的肌细胞，当肌上皮受到刺激时可诱发其收缩，从而将原存于腺泡中的乳汁输送到乳腺导管出口处，并出现“射乳”。催产素的不足将使已合成的乳汁在腺泡内潴留，进而压迫乳腺腺泡上皮，抑制乳汁的合成与分泌。
乳汁分泌及排出的过程是这样的：腺泡上皮大部分呈顶浆分泌，即腺上皮细胞向腔内突出部分，含乳汁各种成分，分泌时一起脱离细胞，游离至腺腔内，即为乳汁，脂类多通过此种方式。部分乳汁为开口分泌方式，即分泌物由腺细胞浆内排出至腺腔内，不伴细胞脱落，蛋白质多通过此种方式。水及无机盐多通过弥散及渗透。分娩后2～3天开始分泌乳汁，即初乳。初乳较稀薄，水样透明，略有粘性。初乳中含有大量蛋白质及脂肪，其中，有充满脂肪滴的巨噬细胞，称为初乳小体，哺乳开始后即消失。以后逐渐变为成乳，呈乳白色，不透明液体，可见细微脂肪球，亦可见乳腺上皮细胞及白细胞等。
由于婴儿的吸吮，刺激了乳头内的感觉神经末梢，从而诱发动作电位，并沿脊髓上行达下丘脑，使垂体分泌催乳素及催产素。婴儿的反复刺激可使上述激素分泌持续发生。因此，规律的哺乳可维持数月至数年。一旦婴儿的吸吮停止，泌乳随即减少或停止。在授乳的动物中，如接受双侧肾上腺切除，泌乳很快减少；再注射皮质激素，则泌乳又可恢复。同样，甲状腺素、生长激素、ACTH等对泌乳的发生与维持均有十分重要的作用。此外，胸腰间脊髓横断以后，或乳腺区的脊髓神经被切断以后，也会使泌乳停止。大量的外源性雌性激素的摄入亦可能终止泌乳，如临床使用大剂量的雌激素作为回乳药可终止哺乳。哺乳期母亲的焦虑、烦恼、恐惧、不安等情绪变化，也会通过神经反射而影响乳汁的分泌与排出。乳母的营养状况不良，也会使乳汁分泌减少，如有些母亲因为害怕体形过胖而拒绝食用富含营养物质的食物，拒绝进食汤汁，甚至节食减肥，那必然会使乳汁分泌量减少甚至停止分泌乳汁。