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「黃牛」重新導向至此。關於其他用法，請見「黃牛 (消歧義)」。家牛或稱黃牛、歐洲牛（學名：Bos taurus）是哺乳類偶蹄目牛科牛亞科牛屬中一群已經馴化的動物。
這種群居動物的祖先為原牛，大約8千年前被人類馴化成家養的牲畜。如今地球上生存着13億隻家牛，[1]遍佈除了南極洲以外的每一塊大陸。家牛同人類的生活極為密切，一般將它們用來作為肉、奶或皮革的來源，在化石燃料大規模使用之前，家牛也是主要的畜力來源之一。
為了更好地利用家牛所提供的資源，人類長期進行配種，按其特徵可以分為供食用的肉牛及產奶的奶牛，用於耕作的家牛則日漸減少。
在人類的文化中，家牛一般佔有很高的地位，早期台灣的農家子弟禁吃牛肉[2]，1949年的《印度憲法》與《尼泊爾憲法》甚至禁止宰牛[3]。人們大多將其同力量、財富等聯繫起來，許多地區將家牛視作忠誠、勤勞的象徵。不過因為其外形和從事的工作，有時也會被當做卑賤、粗暴的象徵[4]。
今日，大多數的家牛的祖先都是原牛。原牛曾廣泛分佈於歐亞大陸，但後來它們的數量漸漸減少，1627年世界上最後一頭原牛在波蘭被捕殺[5]。
實際上家牛的起源與馴化是一個令考古學家和古生物學家非常困惑的問題，關於其馴化發源地有單一中心說與多中心說兩種觀點[6]。單一中心說認為現代歐洲牛類來源於公元前6千年的新月沃地。而多中心說則認為除了新月沃地外，非洲北部的埃及地區可能也在公元前7千年左右獨立地馴化出了牛類[7]。隨着原牛向東部的亞洲遷移，它可能在3千至5千年前於亞洲地區的巴基斯坦一帶被獨立地馴化出來。不過，亞洲的家牛經歷了和瘤牛的雜交之後與今天的歐洲家牛有較大不同[8]。隨着生物學技術的發展，21世紀初對現代牛類所做的線粒體DNA與Y染色體測試更多得傾向於支持多中心假說[9]。
這一類測試表明，非洲北部的牛類品種與歐洲中部的並非一個世系，和新月沃地的同類也有差異。西班牙和意大利倒是混入了一些非洲家牛，推測可能是非洲牛透過地中海影響了歐洲西南部地區。非洲牛被馴化出來後也可能向北進入了新月沃地[10]。而新月沃地的家養牛在向歐洲的傳播過程中不時和當地原牛雜交，使其變得更加強壯。只不過這一過程大多發生在歐洲東南部，到達阿爾卑斯山北部之後，新月沃地家牛中的一支取得了優勢地位，迅速擴散開來，如今德國、法國和低地國家的家牛大多為這一支的後代[11]。傳播到歐洲北部的家牛停止了和當地野牛的雜交，如今的英國現代牛身上幾乎找不到英國本地原牛的身影[12]。時至今日，人們依然時常用瘤牛等其他品種的牛類同家牛交配以提升其品質，因此現在的家牛品種實際上是許多家養的與野生的牛類在歷史上的不同時期多次混合後的複雜族群[13]。
考古學上的證據表明，大約在公元前5至6千年，近東和南歐地區就已經開始有規模的飲用牛奶了[13][14]。而北歐的英國等地飲用牛奶的最早考古學證據則大約出現在公元前4千年[15]。
雖然美洲大陸也有野牛，然而這些牛類直到今日也非常難以馴養，美洲的家牛都是從歐洲傳播過去的。在哥倫布第二次前往美洲的航行中，西班牙的家牛就被帶到了美洲，哥倫布隨後的幾次航行又攜帶了更多的家牛用以負重和耕地。隨後不久這些牛隻就在西印度群島的各個島嶼上繁衍開來，後來的西班牙移民又將牛帶到了墨西哥等地，還通過巴拿馬地峽將它們傳播至南美洲西部。16世紀，法國、荷蘭等地的殖民者在前往新大陸的過程中也沒忘記將自己國度內的家牛帶至北美洲[16]。而南美洲的家牛則主要是從西班牙和葡萄牙這兩個國家運過去的，據推測現代南美家牛之所以含有較多北非家牛的世系，正是因為西班牙、葡萄牙兩國的家牛血統受到了北非品種的影響[17]。
1788年第一批來到澳大利亞的移民就將牛帶到了這片新大陸，然而他們所攜帶的是來自印度的瘤牛，這個品種比家牛更耐熱[18]。家牛在晚些時候才進入澳洲。
臺灣牛較可靠的紀錄是由荷蘭人輸入，在那之前臺灣可能無牛。[19]
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大型的成年公牛的體重大約為1000公斤到1200公斤，母牛則為600至800公斤左右。中小型品種公牛體重也可達800公斤，母牛600公斤。正常狀況下牛的體溫同人差不多，為38至39攝氏度，脈搏則為每分鐘60至80次[20]。大約在兩歲以後家牛便可以達到性成熟，每年秋季是其交配季節。懷孕期約為9個月，剛出生的牛犢體重大約在20至40公斤之間[21]，一般每次只產一胎，利用技術上的手段也可增加母牛產下雙胞胎的幾率，然而異性雙胞胎中的母牛具有先天不育的特點[22]。
小牛犢出生後不久就可以自行站立，大約2至3個月就可以斷奶[23]。成年家牛身高大約在1.2至1.5米之間，體長約1.6至2米。壽命可達15年以上，但肉用牛為了追求經濟利益，有時在2歲前就會進行屠宰[24]。牛有30對染色體，其中29對是常染色體，另一對為性染色體。同人類一樣，母牛的基因型為XX，公牛為XY，Y染色體比X染色體短的多[25]。
剛出生的牛犢沒有牙齒，半歲左右牙齒長齊，2歲時開始換牙，4、5歲時乳齒脫落完畢，恆齒長齊。隨着年齡的增長牙齒會逐漸磨損，因而判斷牛的年齡時常常觀察牙齒的使用情況[26]。家牛一共有32顆牙齒，上顎沒有門齒及犬齒，只有12顆臼齒。下顎有6顆鏟狀的門齒，兩顆基本已經退化的犬齒與12顆臼齒。上顎原為門齒的地方實際上是被稱為齒墊（板）的堅固結構。家牛進食草本植物時，先用粗壯有力的舌頭將草捲入口內，經下門齒切斷後稍加咀嚼就咽下。這是因為牛為反芻動物，吞咽下去的食物要經過多次反芻後才會最終被消化[27]。由於沒有上門齒，牛隻能吃掉植物高出地面幾厘米以上的部分。雖然大部分的人認為牛是草食性動物，有些資料明確顯示牛是雜食性動物[28]。
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牛有四個胃，依次是瘤胃、網胃、重瓣胃（俗稱牛百葉）和皺胃，這四個胃實際是重疊在一起而非前後依次相接。只有最後一個皺胃才會分泌胃酸消化食物，前三個胃則富含細菌與原生動物。瘤胃中生活着大量的微生物，食物被吞咽後會在此經歷發酵過程，纖維素等難以消化的有機物因此得以分解，從而被瘤胃吸收。發酵產生的氣體則通過打嗝的方式排放出來。瘤胃內的一部分食物經由瘤胃的收縮會重新進入口腔，經由進一步咀嚼後再重新吞下。之後食物會在網胃和瘤胃間蠕動，從而進行混合及研磨，少部分食物經過這一過程會再度回到口腔。重瓣胃則會吸收食漿中的水分，以免稀釋胃酸。最終，食物中的蛋白質和脂肪會在皺胃內經由酶的作用被消化[29]。成年牛的瘤胃佔據了整個胃部體積的八成，但剛出生的牛犢卻是皺胃最大，消化青草等纖維飼料的能力弱，消化過程和只有一個胃的動物類似，隨着年齡增長瘤胃的體積也會越來越大[30]。牛的小腸長度約為40米，大腸10米以上，食物從消化到排泄需要經歷7、8天左右的時間[31]。
由於眼睛長在頭的兩側，因此家牛有高達320度的視場。另一方面，由於兩隻眼睛的視場只有很小的重疊，因此牛觀察側面的景觀時缺乏立體感，難以判斷物體的大小，常常需要停止運動才能進行對焦。同大眾所認為的「牛對紅色敏感」不同，牛眼內只有兩種視錐細胞，分別對455納米和554納米波長的光敏感，因此其眼中的世界更接近於藍色和紫色[32]。同時，牛對光線的變化很敏感，地面上影子的晃動都可能會使它們躁動不安。家牛所能聽到的頻率範圍為23至37000赫茲，最敏感的頻率則為8000赫茲。雖然在低頻和高頻內都比人類要敏感，但是它們定位聲音來源的能力卻不強[33]。
有些家牛的品種無角或牛角短小，總體上講家牛的角要比水牛和野牛短小。牛角大約在1歲之後長出，其內部為空心的骨質角心，外面包裹着角套。不同於鹿類，家牛角中並沒有血管與神經，牛角生長到一定程度便停止。牛角不會脫落與更換，將其切掉後也不會重新生長。[34]
牛的嗅覺也頗為發達，主要用來收集來自同伴的信息。包括辨別不同的個體，分辨肛門腺、生殖腺和皮膚上分泌的信息素。家牛觸覺最敏感的部位是那些皮膚較薄的地方，諸如面部、脖頸、大腿內側、外生殖器和乳房。它們也能辨別溫度和濕度的高低。[35]
牛隻有一個乳房，正常情況下有4個乳頭，在某些變異的母牛身上則會有多餘的附頭。
作為偶蹄目動物，牛蹄有四個趾，其中第三和第四趾最為發達，牛的奔跑速度可達每小時40公里。[36]
家牛的行為可分為個體行為與社會性行為，前者家牛自身為滿足生理、心理需要而完成的行為，後者則是不同個體之間相互的交流行為。
進食對於大多數動物來說都是一種非常重要的行為。在野外草地進食時，牛通過停止前進，轉動頭部的方式快速吞下食物，進食的同時進行排便與排尿活動。牛每天要花5-9小時在草場上採食，進食分4到5次進行，其中日出和日落時分是進食的高峰期。牛在不同的進食階段之間會進行反芻活動，一般是在進食後30分鐘至1小時內，反芻時牛一般採用躺臥的休息姿勢[37]。每天牛用於反芻的時間大約為6到10小時，晚間是其反芻高峰期。在牛舍內養殖時，進食時間減少但次數增多，主要採食行為仍然發生在凌晨和傍晚時分。采水行為一般發生在進食之後，每天飲水5、6次，若條件不允許家牛也可以一天只進行一到兩次飲水[38]。
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當牛在休息中反芻時，會將四肢收起肚皮着地平臥或側臥，頭部則保持直立，這也是牛最常用的休息姿勢。其他時候則會將頭枕在身體上或將四肢展開。深度睡眠時則會連同頭部整個側臥在地上。同大多數食草動物一樣，為了保持警惕家牛用於睡眠的時間很少，即使被人類馴化了數千年之久這一特性仍然未改變。一天之中家牛真正用於深度睡眠的時間只有不到一小時，不過家牛在反芻與休息時實際處於一種意識模糊的半睡眠狀態[39]。
剛出生的犢牛喜歡同其他犢牛一同嬉戲，即便是成年家牛也需要保持一定的活動量[40]。為了清潔自身，家牛會進行舔毛行為，有些舌頭無法觸及的地方則通過用蹄子、其他物體刮蹭或同其他個體相互舔舐的方法解決。為了驅趕蚊蟲，牛時常會搖擺尾巴及輕微搖晃身體[41]。家牛屬於溫順的動物，經過人類長期馴化後同人類關係密切。正常情況下飼養的牛對人類鮮有攻擊性行為，遇到陌生人時家牛一般還會表現出好奇的行為。
在出生後8個月至一年後母牛就可以達到性成熟，公牛比母牛略早幾個月。不過這一時間同品種、氣候和飼養方式也有一定的關係。母牛在到達性成熟以後會經歷周期性的卵巢變化，這一過程類似人類的月經，平均周期約為21天。在卵泡開始發育之後，母牛就後進入俗稱發情的狀態，表現出躁動不安，時常鳴叫同時更樂於接近公牛的行為。母牛多在夜間發情，發情期大約持續1到2天，除行為異常外外陰部也會出現一些特殊症狀[42]。公牛射精時間只有數秒，每次射出的精液容量約為8毫升左右，精液中包含50至150億個精子[43]。
家牛是一種具有一定社會性的群居動物，它們通常喜歡以集體形式進行進食、休息等活動，個體之間也會通過動作行為和聲音來進行交流。例如用頭部相互頂撞是一種侵犯性的敵對行為，而舔舐對方的身體則是一種友善行為。犢牛出生後數月就開始學習這種交流過程，當牛群密度過大和過疏時都會引起異常行為的增加[44]。家牛有不太嚴謹的群體等級觀念，實際上這一體系直到20世紀中葉才被學者提出。大致說來，體型較大且年長的母牛擁有較高的地位，不同於靈長目動物，家牛的等級似乎並非通過打鬥來決定。而且等級體系一般較為穩定，一般只隨着成員組成的變化而變化，其等級制定的機制仍然有待研究[33]。地位較高的個體，其後代如果能和母親保持較近的關係，似乎也會獲得較高的地位，據推測這可能是因為後代從母親那裏學會了領導行為。頭牛的行為會被群體中的其他牛類所模仿，同時在採食、休息等方面擁有優先權。不僅是同一牛群的個體之間，不同的牛群之間也有相應的等級體制[45]。如果散養的牛群擁有的資源偏少，則它們相互之間為了搶奪資源而爭鬥的行為會明顯增多[46]。
為了更好的利用家牛，人類在對其飼養的過程中進行了長期的人工選擇和分類培養。18世紀中，以英國為首的歐洲國家率先開始了對家牛進行大規模育種行為。如今用於改良家牛品種的方式包括雜交、人工受精等。
除了不同品種的家牛相互之間雜交外，家牛還可與同屬牛族的其他物種雜交，不過所生育的後代大多同騾一樣不具備生殖能力。例如，家牛同氂牛雜交所產下的品種被稱為犏牛。犏牛擁有比氂牛更好的產奶及產肉性能，其乳液中脂肪含量也更高，同時相較於普通家牛犏牛更適應高原氣候[47]。
在養殖業的努力之下也培育出了一些具備生殖能力的雜交牛品種，如美國在20世紀60年代中利用美洲野牛同夏洛來及海福特牛進行種間雜交培育出了皮弗洛肉牛，這一品種對飼料要求低，降低了養殖成本[48]。家牛同瘤牛的雜交就更為常見了，在數千年前的家牛馴化早期階段瘤牛就常同家牛雜交，比如中國南方的黃牛就普遍具有瘤牛血統[49]，意大利的古老家牛品種契安尼娜牛同樣也含有瘤牛血統。由於瘤牛的抗熱性能更好，非洲、澳大利亞及南美常用其改善當地家牛的品質[50]。
而牛的胚胎移植技術則類似人類生育試管嬰兒，它是將優秀牛品種的受精卵移植到普通牛體內懷孕生育的技術，這種技術可以突破家牛每年一般只產一胎的限制[51]。
20世紀80年代後，轉基因牛也已經被開發出來，不過尚未像轉基因農作物那樣進入大規模應用[52]。
根據聯合國糧農組織2005年所作的統計，世界範圍內共有897個家牛品種，另外還有209個品種已經滅絕了[53]。在牛的品種中，有專門用於產奶的奶牛、專門食用其肉類的肉牛/菜牛、兩者兼而有之的肉奶兼用品種。由於以汽油、柴油為動力的農用機械發展迅猛，用於耕種的家牛日趨減少，因此專門用於耕種的家牛或耕、肉兼用品種所剩不多。
奶牛即專門用於產奶的家牛，這其中最為主要的是身上具有白底黑斑，亦稱為荷蘭乳牛的荷斯坦牛。荷斯坦牛原產荷蘭，如今遍佈全世界一百多個國家。許多地方更是利用荷斯坦牛和本地牛雜交，從而生產出性能更優異的新品種。原產英國的娟珊牛則為世界第三大產奶品種[54]，其他一些專門用於產奶的家牛品種則包括愛爾夏牛、更賽牛等。只有生育後的母牛才能產奶，因此為了獲得牛奶必須使奶牛不停地配種及生育。但由於生長速度緩慢或肉質口感不佳，母牛所生下的公牛隻有一小部分會被作為種牛而進行培育，剩下的往往在犢牛階段就會被屠宰掉[40]（類似對雄性蛋雞的雛鳥宰殺）。現在則可根據X、Y染色體之間的差異對精子進行區分，從而增加產下母牛的概率[55]（相較ZW性別決定系統的雞，無法由此技術增加產下母雞蛋的概率）。
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肉牛是專門用於食用的家牛，其中世界各地跨區域養殖的有原產英國的小型肉牛如海福特牛、安格斯牛，以及歐洲大陸所培育的大型肉牛，如法國的利木贊牛、夏洛來牛，意大利的契安尼娜牛、皮埃蒙特牛（Piemontese），比利時的藍白牛等。其他一些著名的本土飼養的肉牛品種則如日本的和牛。為了追求最大的養殖利潤，肉牛一般在其體重增長速度開始下降的時候屠宰。實際上所有的家牛品種都可以食用，但肉牛的出肉率及生長速度快，許多肉牛品種原先為肉役兼用品種，農用機械出現後才開始逐漸向專門食肉的方向培養。
這一般是以哺乳期母牛產奶，公牛及產乳量低的母牛育肥食用。產自瑞士的西門塔爾牛是最重要的奶肉兼用品種之一，原先為乳、肉、役三用品種，後來逐漸培育成乳肉兼用的品種。德國的弗萊維赫牛則是在西門塔爾牛和荷斯坦牛基礎上培育而來的改良雜交品種，中國的三合牛也擁有西門塔爾牛的血統。其他一些著名乳肉兼用品種則包括丹麥紅牛、瑞士褐牛和英國的短角牛等。
發達國家已不再培養役用品種，原有的役用牛品種也逐漸向肉用型發展。中國較著名的肉役兼用型有秦川牛、魯西牛、南陽牛、蒙古牛等，然而這些品種的出肉率及生長速度均比歐洲專用肉牛低了不少。在其他用途方面，歷史悠久的西班牙鬥牛業培育出了專門用於鬥牛表演的品種。雖然家牛體型巨大，不過仍然有人將它們當做寵物來飼養，這些寵物牛大多是在本身就為小型品種的娟珊牛、海格福牛基礎之上培養而來[56]。
家牛有許多用處，有些種類是專門為了某一個目的培養出來的。除肉和奶外家牛還提供肥料（牛糞），在過去這是最重要的肥料之一。到今天為止在地球上許多地方家牛還被用來拉車或耕地，古時候人們常拿牛作為重要的祭品祭祀神靈及祖先。
在食品方面，牛主要是提供牛肉、牛奶及其製成品。根據聯合國糧農組織的估算，2008年中人類一共宰殺了兩億九千八百萬頭家牛，從中獲得了六千兩百萬噸的牛肉[1]。從牛軀幹、四肢上獲得的大塊肌肉以及可以食用的帶骨牛肉、牛蹄、牛頭等大多是作為即時屠宰的鮮肉在當地的農貿市場、超級市場、肉食品專賣店銷售給了家庭、飯店、食堂。
牛肉的烹飪方法很多，煎、炸、烤、炒、燉、煮均可，各種菜系中基本都有和牛肉相關的菜餚，亦有生吃牛肉的韃靼式牛排。由於牛肉相較豬肉、雞肉韌性更強，為了改善口感煎、烤時常處理成半生不熟，而燉煮時通常要花上更多的時間[57]。
為了銷售至更遠的地方時，常將牛肉做冷藏、冷凍處理以保證新鮮。鮮肉往往都是根據其種類進行分類銷售，位置較好的肉塊可以達到更高的銷售價格。美國、日本、歐盟等還針對牛肉的品質建立了相應的等級標準，在不同的國家和地區對牛肉種類有不同的劃分標準，如沙朗牛排、菲力牛排、T骨等。另一些在屠宰過程中切割下的細小碎肉則會在簡單加工後作為絞肉銷售，其他牛肉則會出售給食品加工廠，製成香腸、火腿、牛肉罐頭、牛肉乾之類可以直接食用的牛肉製品[58]。
除供人類食用外，牛肉也常被做成寵物糧食或是飼養動物園中的食肉動物[59]。
牛的各種內臟也可食用，但不同地域的人對其喜好程度不同。某些地區將牛的內臟、骨頭加工處理後重新用作寵物糧食或動物飼料，但由於此舉容易促進瘋牛症等傳染性疾病的傳播，現在這種做法已經逐漸被禁止[60]，取而代之的是將牛內臟熬製成工業用油脂或直接銷毀[61]。在醫學上，可以從牛的胰臟中提取出胰島素、牛肝提取物則有減弱肝臟細胞損傷的能力、[62]，脾臟提取物也具有治療再生障礙性貧血、腫瘤等病症的功效[63]，牛腦垂體則可提取出生長素、抑制素[64]、催乳素等激素[65]。
在中醫中，牛膽、牛蹄、牛腎、牛黃、牛鞭、牛血等均可入藥[66]。牛骨可熬製湯劑，磨成骨粉後可作為鈣添加劑加入飼料中，也可作為人骨替代物進行修補手術。石器時代時，牛骨也是原始人手中一種堅硬的工具和武器，古代中國的卜者用火灼燒龜甲、牛肩胛骨並觀察裂紋來進行占卜，刻在上面的卜辭則被稱為甲骨文[67]。由於質地堅硬、表面光滑，牛骨、牛角也可作為雕刻用的材料。
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家牛提供的另一大食物即為牛奶，2008年一年中2億4700萬頭母牛為人類提供了5億7800萬噸鮮奶[1]。牛奶富含蛋白質及鈣質，香味濃郁，是許多人喜愛的飲料。有些人由於遺傳問題具有乳糖不耐症，難以分解牛奶中的乳糖，飲用牛奶後可能會引發不良症狀[68]。直接從牛乳房中擠出鮮奶含有大量微生物，需要經過加熱殺毒製成巴氏奶或滅菌奶才能供人飲用[69]。為滿足人們不同的需求，市場上銷售的牛奶也常會添加調味劑形成果味、巧克力、麥香等多種口味的調味奶，向牛奶中添加鈣、維生素則可以進一步改善牛奶的營養成分。牛奶還可同其他飲品如果汁、茶、咖啡混合製作成混合飲料。
除直接飲用外，鮮奶還可以作為添加物製造蛋糕、奶糖、牛奶巧克力、牛奶咖啡、雪糕等眾多食物。牛奶中的脂肪可以提取作為稀奶油，稀奶油提純後可得奶油（黃油）[70]。而市場上銷售的牛奶也會根據其脂肪含量做出區分，脂肪含量高的牛奶可能會使人變胖但口味較好，低脂牛奶在加工過程中使得其他一些營養成分也隨着脂肪一同流失。完全脫去脂肪的牛奶稱為酪乳，味酸。經由細菌的發酵作用，液態牛奶可變成酸奶，酸奶含有更多的乳酸及乳酸菌[71]。
除去水分的牛奶為煉乳，多用於食品加工。奶酪（乾酪）則是將放酸後的牛奶加入凝乳酶使蛋白質凝固，再排出無法凝固的乳清後製作而成的，同液態奶相比，同等重量的奶酪蛋白質含量更高[72]。製作過程所分理出的乳清同樣大有用途，乳清中所含的都是結構更緊湊的球狀蛋白，正因為此乳清才不易發生凝乳反應。這些乳清蛋白易融於水便於吸收，還可作為凝膠劑、發泡劑、乳化劑來使用[73]。
鮮奶在經過噴霧乾燥處理之後可被加工為奶粉，奶粉在加工過程中不可避免地會損失一定的營養成分。不過和鮮奶相比，奶粉中易凝結的酪蛋白和無法吸收的鹽分含量更少，因此奶粉更適合消化系統尚不健全的嬰幼兒食用。奶粉比起鮮奶更便於貯藏，在許多情況下都可以作為配料替代鮮奶使用[74]。在營養價值之外，牛奶中的活性蛋白質也具有重要的醫學、生物功效。其功能眾多，例如刺激神經系統、抗凝血、促進DNA合成[75]、抗菌、調節免疫力等等[76]。利用牛乳中的蛋白還可製作出牛奶蛋白纖維[77]。同一般的布料相比，用牛奶蛋白纖維製作的織物吸水性好，柔軟、順滑，對皮膚刺激小[78]。
2008年內，人類獲取了3億920萬張牛皮[1]。牛皮的用途主要為製取各類皮衣、皮鞋、皮帶、箱包。經由牛皮、牛骨熬製提取出的膠原蛋白有良好的生物相容性，在醫學上可作為止血劑、藥物載體、細胞培養培養基、美容整形等[79]。
牛糞中仍然含有許多未經吸收的能量，在過去，牛及其他牲畜的糞便是直接施入田地的重要肥料，曬乾的牛糞可以當做燃料甚至建造簡陋的房屋。化學肥料的推廣和人們衛生意識的提高使牛糞作為肥料的意義有所降低，現在逐漸用發酵處理後的動物糞便取代，發酵過程中還可產生用於燃燒的沼氣。處理後的牛糞還可再次作為動物飼料[80]。
牛是最主要的耕作牲畜，也常被用來拉動車輛。至今，在東亞和東南亞的許多地方，仍然利用牛的牽引力耕作。在某些地區，為了減少對化石燃料的需求，對耕作牛的需求反而有所增長[81]。然而在軍事上，卻很少將牛作為坐騎或者是用裝載士兵的牛車衝鋒。冷兵器時代的將領會用火牛陣衝殺敵軍，著名的例子如漢尼拔和田單。
由於家牛體格強壯，在體育方面也可有許多用處。鬥牛運動在伊比利亞半島和拉丁美洲都非常流行，起源於美國的職業騎牛大賽如今已經擴散到巴西、墨西哥、澳大利亞等地[82]。印度尼西亞的馬都拉島盛行賽牛，雖然此項運動在其他地區遠不及賽馬及賽犬知名，但是在當地人的文化中卻意義匪淺。瑞士還有牛和牛對戰的傳統比賽[83]。
牛的養殖方式有許多種不同的分類方法，按照規模及飼料來源可大致分為：純粹的野外游牧，集中的野外放牧，利用牧草和農副產品混合養殖，利用從別處購買的農副產品及飼料在廠房內進行密集養殖。最後一種是以公司形式進行商業化運作，其餘養殖方式中牛往往歸農民、牧民個人或集體所有，其中混合養殖是最主要的養殖方式，而密集化養殖有增長的趨勢。
小牛犢出生之後，就要根據其性別、品種進行不同方式的管理了。公奶牛中有一部分會被留作種牛，另外一些則會為生產小白牛肉而進行飼養[84]。由於牛犢免疫力、抵抗力較差，一般剛出生的牛犢都要集中起來在更加乾淨、衛生的環境中飼養，有時牛的主人為了防止牛角傷人，在犢牛階段就將其截去。肉牛犢一般能飲用母親的牛奶長大，而奶牛的乳液價值較高，奶牛犢在飲用了若干天含有免疫球蛋白的牛初乳後，便逐漸開始食用替代乳液的飼料[85]。在規模較大的飼養體系中，犢牛長到一定年齡後就要開始對其進行標記，此舉是為能夠區分不同牛隻。剪耳、剪毛的方法適用於小規模的牛群，規模更大一些的則在牛身上用刺墨、顏料標明編號，用烙鐵燙出的編號雖然可以保持很久，但是會破壞牛皮的完整性因而被冷凍烙號法、在耳朵上穿掛以及在脖子上懸掛號牌等方法取代。對於在公共牧場上放牧的牛群來說，除了要標明牛隻自身的編號還得標明牧場編號。為了更快捷、方便的了解牛隻的詳細信息，一些先進的牧場將條形碼技術運用在了家牛標識上。掃描標籤上的條形碼便可知道這隻牛的出生、體重、健康狀況等詳細信息。牛肉、牛奶等產品也可因此追本溯源[86]。更先進的射頻識別標籤、膠囊也已經用在了牛群標記及管理上[87]。
從不同的養殖方式上來看，放牧這一行為更多的出現在澳大利亞[88]、阿根廷[89]、中亞等擁有豐富草原資源的溫帶草原地區，較為發達的牧場使用的是人工種植的草場，其牧草營養比野生牧草更為豐富，同時牧場主還會適時對牧草施肥[90]。
禾本木植物是常見的牧草品種，多年生黑麥草、意大利黑麥草、鴨茅、羊茅、雀麥都可用作家牛的食物。豆科植物作為蛋白質來源也很常見，如三葉草、白三葉草、紫花苜蓿等[91]。相對落後的地區則任由牛隻採食野生雜草，對牧草的品質也不加以控制，在有些採取放牧養殖的地區，人們將樹木砍伐掉以獲得更大的草場，過渡放牧則會嚴重影響當地的植被，草場體系為全球約1/4的肉牛提供了食物[81]。
不過牧草有其生長周期，秋冬季節之後就無法再供牛隻食用。因此在牧草豐富的季節就需要牧場主將多餘牧草收割下來備用，風乾貯藏的草料有一定營養損失，肉牛在過冬過程中會因此損失一定的體重或是減緩生長速度[89]。此外還可以用貯藏的農副產品及穀物作為冬季草料的替代品，用發酵的方法處理飼料可以減小其能量損失，這一過程一般稱為青貯。
降水量更為充沛的農業產區，則多採用以粗飼料和精飼料相結合，在牛舍內餵養的方式飼養牛。所謂的粗飼料主要是農業副產品如小麥、水稻、玉米、高粱等的秸稈、外殼，還有雜草、豆科植物藤蔓等[92]。有時牛的主人也在不適宜種植農作物的地塊或是休耕地塊種植紫花苜蓿之類的牧草，其蛋白質含量遠比秸稈豐富，在有些農產區放牧也被作為補充性的飼養手段[93]。而精飼料主要由高能量、高蛋白質的飼料和礦物質、微量元素組成。高能作物就是指以富含澱粉的作物如玉米、高粱、馬鈴薯、木薯，高蛋白質的作物則可用釀製酒、醬油，榨取植物油的大豆等剩餘的副產品構成，畜牧業和水產養殖業的副產品如魚類乃至牛自己的肉骨粉[94]和禽類的糞便也可被作為蛋白質來源[95]，含有氮元素的尿素、氨水可以作為蛋白飼料的替代品以降低養殖成本[96]。而礦物質主要就是指以食鹽為主的各種鹽類化合物。在規模化的集中式養殖模式中，精飼料的比例更高，以此來謀求更快的生長速度和更高的脂肪含量。
除去這些生長過程中必不可少的營養物質，牛的主人也時常會飼料中加入其它飼料添加劑幫助肉牛更好更快地生長，降低養殖成本。脂肪可以幫助蛋白質更好地被吸收，同時自身也含有很高的能量，可以減少能量飼料的投入。動物或植物性的脂肪都可添加在牛的飼料之中，油脂的香味也可起到吸引家牛用餐的作用[97]。牛同人一樣具有味覺，在飼料中加入甜味、香味、辣味劑和味精都可改善飼料的口感[98]。抗生素的使用可以減少牛患病的幾率，激素則可促進肉牛生長發育，然而這些物質都有其副作用，特別是殘留在牛肉內對食用者有害，許多地區已經禁止使用。其他一些飼料添加劑則有生物酶製劑、益生菌和中和胃酸的緩衝劑等[99]。
肉牛在生長過程中一般要劃分為生長期與育肥期進行不同方式的飼養。生長期是骨骼、器官進行發育的階段，需要更多的蛋白質，此階段肌肉組織生長慢，但肌肉組織比較嫩。進入性成熟期之後的公牛易衝動，養殖時常對其進行去勢（閹割）處理，去勢後的閹牛脂肪沉積更為均勻，生長速度快肉質也鮮嫩[100]。生長期結束之後的就要開始對肉牛進行育肥，育肥可按時間長短分為短期、中期和長期育肥三種。短期育肥主要利用肉牛在一歲左右生長速度快的特點，在短時間內使肉牛增重後就進行屠宰以減少飼料投入，但其缺點是肉質較差。長期育肥的肉牛會飼養至20個月以上，一般都進行去勢處理。其優點為脂肪沉積充分，可以獲得具有大理石花紋的優質牛肉，缺點是生長周期長，增加了飼養成本。中期育肥則介於兩者之間[101]。
與肉牛所不同的是，奶牛生產的牛奶是一種容易變質，需要儘快加工的產品。因此除了規模很小的，牧民自產自用的奶牛牛群外，很少有游牧養殖的奶牛[102]。實際上混合型養殖方式佔據了奶牛養殖的八成以上[81]，在許多地區奶牛被飼養在近郊地區的牛舍中，這些地區離大城市的市場更近，便於牛奶的保鮮[103]。為使奶牛產奶就必須讓其懷孕產仔，處於哺乳期的奶牛每日都可產奶。若是乳房內的存奶沒有擠盡容易影響牛奶品質，嚴重時甚至會引發乳房炎[104]。手工擠奶現在在許多地區已經被機械擠奶替代了，機械擠奶主要是利用真空造成的負壓抽取牛奶，機械技術已經從最初的將牛奶擠到小桶里發展到現在的利用管道將牛奶集中輸送至奶站內[103]。
由於細菌、病毒、寄生蟲和自身系統失調，家牛會感染各類疾病，其中有些人畜共患病還可以傳播給人類，因此受到人們的重視。有些疾病如牛痘甚至開啟了疫苗接種的新領域。
在人畜共患中最著名的大概就是瘋牛症，其學名為牛海綿狀腦病，是一種神經系統傳染病，除感染牛隻外也可感染人類。其致病因子為朊蛋白，主要通過病牛的肉骨粉在牲畜之間傳播。至於其最初的成因則並不清楚，推測可能來自於羊搔癢症。[105]最早由英國在1986年左右發現並報道，至1996年時英國政府組織的專家團得出結論，人類新型克-雅氏病（也就是人海綿狀腦病）可能與瘋牛症有關，之後瘋牛症開始進入到公眾視野之中。此後英國的牛肉產業受到重大損失，僅牛肉出口的損失就達6億美元，而屠宰病牛、賠償養殖戶所需資金更是高達一百多億美元，英國養殖業的形象也因此大受影響。[106]人類所患的新型克-雅氏病沒有有效的醫治方法，截至2010年3月，英國共有165人死於新型克-雅氏病。[107]由於英國向歐洲出口了大量牛肉骨粉，許多歐洲國家都受到了牽連，亞洲的日本和以色列也出現了感染瘋牛症的病牛。[108]美國、加拿大的養牛業也因瘋牛症蒙受了重大損失。
炭疽也是一種非常古老的由炭疽桿菌引起的人畜共患疾病，聖經之中便有記載。[109]法國人巴斯德在1881年研製出炭疽疫苗，而在此之前炭疽曾造成過數以萬計的民眾死亡。由於其高死亡率，炭疽也常被當做生物武器來研究及使用。[110]
在抗生素出現以前，肺結核是一種對人類非常危險的疾病。即便是在今日，肺結核依然是死亡人數最多的幾種疾病之一。實際上牛也會感染肺結核，牛肺結核主要由牛分枝桿菌引起，然而牛和人的肺結核都可互相傳染，有些人正是通過飲用了患病奶牛的牛奶才獲得了肺結核。[111]除了人和牛互相感染之外，其他動物如獾也可攜帶並傳播牛分支桿菌。[112]
除了上述容易導致死亡的疾病外，還有些傳染病容易造成巨大的經濟損失。例如口蹄疫，許多牲畜如牛、羊、豬都可患上口蹄疫，但以牛最為容易，引起主要症狀為牲畜口、蹄病變而得名。口蹄疫發現的歷史較長，1897年時就已確認其致病因子為口蹄疫病毒。口蹄疫也可傳染給人，不過傳染率不高，危害也並不嚴重。[113]牛感染口蹄疫後的死亡率不過2%、3%左右，嚴重時也很難超過5%。然而，口蹄疫可通過牲畜接觸、空氣乃至掉落地面的病變組織傳播，其傳播速度非常快。同時家牛感染口蹄疫後，進食、行走變得困難，乳房上的水泡也會嚴重影響奶牛產奶。因此一旦牛群中出現患此病的牛隻，通常的做法都是大規模屠宰以避免傳播，因此這也是一種對養牛業造成重大危害的疾病。[114]造成奶牛產奶量減少的疾病則有乳熱、乳房炎。乳熱是由母牛分娩時體液酸鹼不平衡造成的[115]，而乳房炎則是由細菌感染引起，對於飼養的奶牛來說，不正確的擠奶方式、奶牛間的感染都有可能造成乳房炎。
由寄生蟲引起的疾病可以分為體表寄生蟲病和體內寄生蟲病。體表寄生蟲病包括牛皮蠅、文皮蠅幼蟲寄生在牛背中引起的牛皮蠅蛆病，牛副絲蟲寄生在皮下和肌肉組織中造成的牛血汗征等，這些疾病最大的危害是容易損害牛皮，降低牛的經濟價值。而消化道原線蟲、球蟲則寄生在腸道內，會造成腹瀉、吸收不良乃至貧血、死亡。[116]
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