以动物生理学和生物化学、动物营养学、动物繁殖与育种学等学科为基础，通过研究牛的生物学特性和生态特点，以科学的养殖与管理，满足牛的生理需要与福利需求，从而最大限度地提高牛的生产能力，为人类提供尽可能多的肉、奶、役力及其他副产品。

中国养牛业历史悠久。公元前7000年左右，养牛业便已开始发展。春秋时期，齐国大夫宁戚著有《相牛经》；北魏时期，贾思勰著《齐民要术》，详尽论述了养牛技术。尽管经验丰富，但直至20世纪50年代，中国养牛业才开始稳定发展。特别是随着改革开放的发展，人们对牛奶和牛肉的需求逐渐增加，极大地刺激了养牛业的发展，养牛业在中国畜牧业中的地位得以不断提高。与此相适应，中国养牛学专著和养牛学高等教育也不断发展。30年代，高等农业院校开设了养牛学或乳牛学课程。1931年，出版了郑学稼的《养牛学》专著。50年代中期，翻译出版了苏联著作《养牛学》作为高等学校试用教材。1961年，出版了由东北农学院（今东北农业大学）、北京农业大学（今中国农业大学）和江西农学院（今江西农学院）合编的高等农业院校试用教材《养牛学》。同年，邱怀和王福兆共同编著的《养牛学》出版，作为西北地区高等农业学校教材使用。1978年，中华人民共和国农业部（今农业农村部）组织专家重新编写了全国高等院校畜牧专业统编教材《养牛学》，于1982年试用，1987年正式出版。此后，随着养牛业的迅速发展，新理论和新技术不断出现，并逐步应用于生产实践。为尽可能全面地反映养牛科技和理论的进展，教材内容也进行了适当更新和修改。2003年，出版了中国农业大学莫放主编的《养牛生产学》；2006年，出版了南京农业大学王根林主编的《养牛学》（第2版）。

养牛学的研究内容主要包括牛的生物学体征、各类牛的外貌特点及其鉴别和鉴定、各牛种及其品种的基本特点和形成、牛的生产能力及评定方法、牛的遗传改良和现代育种技术、牛的繁殖技术、牛的营养需要与饲料及其饲养管理技术、牛场环境控制理论和牛场建设、牛的疾病控制技术等。

2007年和2008年，农业部和财政部分别启动了国家奶牛产业技术体系和国家肉牛牦牛产业技术体系建设，重点支持公益性农业科研机构和高等院校开展有关奶牛和肉牛遗传育种、营养与饲料、疾病控制、环境控制、乳品与肉品加工以及产业经济等方面的基础性、前沿性和应用研究以及技术示范和推广，从而形成支持中国奶牛和肉牛产业健康发展的理论、技术、方法和机制。同时，组织开展相关学术交流活动，为中国的奶牛和肉牛牦牛产业发展形成了强有力的技术和人才支撑。