牛乳を62～65℃に加熱殺菌し、30分保持する方法です。このための装置を保持殺菌機またはバッチ式殺菌機と呼んでいます。2重壁の間のジャケットに熱水又は蒸気を通し、牛乳を攪拌（かくはん）しながら所定の温度に上げて殺菌し、殺菌後は冷水をジャケットに通して乳温を下げます。

欧米では一般的な方法です。72℃15秒あるいは、80～85℃で10～15秒間の殺菌で処理する方法です。機械装置はプレート方式になっています。

現在、日本の乳業工場の殆どが採用している方法で、120～130℃で2秒間、殺菌する方法です。主に間接加熱方式であるプレート式熱交換機でおこないます。100℃を超す温度のため、滅菌といってもよいほど完全に細菌及び微生物を死滅させますが、短時間のため牛乳固有の栄養成分などには、特別影響がないといわれています。

135～150℃で1～4秒間加熱し滅菌する方法です。主に間接加熱方式であるプレート式熱交換機でおこないます。LL（ロングライフ）牛乳の処理に用いられます。LL牛乳は、滅菌処理後に無菌状態で紙容器に充填されるので、微生物による変成がなく、常温で60日間の保存が可能なので、家族での常温備蓄用飲料として最適です。

ステンレスプレートの中では、熱い蒸気（熱水）の間を牛乳が通ることで、身体に悪い細菌を殺します。悪い細菌を殺すだけで栄養分が変わることはありません。