O leite é um líquido bem mais complexo do que a água: uma observação do leite ao microscópio nos revela inúmeros pequenos glóbulos, dispersos na solução. O leite é uma emulsão, e os glóbulos de matéria gordurosa dispersos na água, desviando a luz em todas as direções, o que dá a cor branca do leite.
Ele não é constituído apenas por água e gordura, contém proteínas e diversas outras moléculas tensoativas (possuem uma parte solúvel na água e outra na gordura). A estabilização das moléculas de gordura na água é feita pela caseína, que promove uma repulsão mútua na superfície dos glóbulos de gordura devido as suas cargas elétricas, evitando que a gordura se separe da parte aquosa do leite.
A formação da nata ocorre quando os glóbulos de gordura conseguem se unir através dos movimentos no líquido que causam choques unindo estes glóbulos. Quando se esquenta o leite este efeito é ainda mais acentuado, pois os glóbulos de gordura se movimento com mais rapidez, e ao atingirem a temperatura de 80 ºC ou mais, a caseína coagula.
Esta coagulação leva a dois efeitos distintos: A caseína coagulada e não protege mais os glóbulos, e ela irá formar uma camada fina e contínua na superfície do leite. Esta camada fina irá dificultar a liberação do vapor de água que se forma no fundo da panela. A pressão do vapor de água irá lentamente levantar a película de caseína e vemos o leite subir na panela durante o aquecimento.
Quando não desligamos o aquecimento a tempo o leite pode chegar a um volume maior do que a panela e derramar.
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