Maitoallergiassa maidon proteiini eli valkuaisaine aiheuttaa ihmiselle allergisen reaktion. Allerginen reaktio syntyy kun elimistö yrittää torjua maidon proteiinia. Maitoproteiinin sietokyky voi vaihdella paljon. Osalle allerginen reaktio voi tulla jo muutamasta millilitrasta (litran tuhannesosasta) maitoa. Oireet saattavat ilmetä vasta pitkän aikaa maitoproteiinin saannin jälkeen. Maitoallergiassa ei allergisoi maitosokeri eli laktoosi.