“十五”期間，經國家科教領導小組批准，科技部會同農業部啟動實施了“奶業重大關鍵技術研究與産業化技術集成示範”重大科技專項。該專項針對制約我國奶業發展的重大技術問題，以“安全、優質、高效”為目標，圍繞奶牛良種快速繁育、營養調控與飼養管理、優質飼草生産與專用飼料開發、疫病防治等共性關鍵技術進行研究和開發；根據我國奶業發展佈局，重點在北京、上海、東北、華北、西北等牛奶優勢産區開展了奶業現代化生産技術集成與産業化示範。

    自2002年奶業重大專項實施以來，累計投入經費71739.53萬元，其中國家科技計劃投入15000萬元，地方配套12273.9萬元，承擔單位自籌44465.63萬元；吸納了全國152家科研教學單位和企業參加專項實施工作，投入研究和科技推廣人員4372人。專項的實施注重技術創新與管理機制創新的緊密結合，通過中央有關部門和地方政府的共同推動，鼓勵和引導全國各大乳品企業積極參與，形成了科技部門、農業部門、企業和有關科研教學單位聯合實施的新機制。

    在共性關鍵技術研究方面，建立了奶牛胚胎移植産業化和性控胚胎生産技術體系，初步解決了我國奶牛良種快速繁育問題；建立了我國奶牛規範化飼養技術體系，初步實現了我國奶牛養殖從粗放型向集約型轉變；建立了優質飼草産業化生産與加工技術體系，部分實現了我國奶業的優質牧草産業化供應；建立了奶牛重大疫病防控和主要疾病防治技術體系，促進了我國奶牛安全、健康養殖目標的實現。實現了新型乳品包裝設備的國産化開發，填補了國內該領域的空白；以CLA牛奶和功能配方奶粉為代表的功能乳製品層出不窮；建立了原料奶及乳製品的質量監測技術體系。南方地區夏季奶牛抗熱應激綜合技術開發成效顯著，大型奶牛場智慧化管理系統進入示範使用階段，並初步構建了以企業為主體的奶業技術研發和轉化平臺，顯著提升了奶業企業科技創新能力，形成了奶業科技發展的長效機制。

    在生産技術集成示範方面，形成了具有區域特色的各種現代奶業産業化生産模式，完善了“公司＋農戶＋基地＋集成技術”的技術推廣模式，顯著提高了示範區奶業生産水平。示範區70萬頭奶牛成母牛年平均産奶量由2002年的5000公斤提高到6500公斤，年增長率15%，比全國平均水平高10個百分點；原料奶的細菌總數平均低於20萬CFU/ml，大大低於專項實施以前的100萬CFU/ml，交售的原料奶中優質率從30%提高到60%以上；扶植示範戶10萬多戶，輻射養殖戶達到80多萬戶，示範區農民每飼養一頭奶牛比非示範區多收入1000元以上，促進農民增收累計近60億元。

    截止到2005年底，專項共取得省部級科技成果162項，各級獎勵成果31項；開發新技術、新産品、新材料460項。制定頒布實施的國家、行業、地方或企業標準（技術規程）272項，正在申請中的標準（技術規程）68項；申請國家發明和實用新型專利187項，其中獲得授權41項。發表論文1254篇（其中SCI收錄65篇），共培養博士230人，碩士628人，企業技術骨幹5000多人次，高級管理人員1000多人，培訓農民10萬多人次。