Milchsäure kommt in Sauermilcherzeugnissen wie Joghurt, Dickmilch und Kefir, aber auch in sauer eingelegtem Gemüse (Sauerkraut) vor.
Milchsäurebakterien wandeln bei der Herstellung solcher Sauermilcherzeugnisse den in der Milch enthaltenen Milchzucker in Milchsäure um.
Dieser Prozess findet auch im Darm statt. Dort bauen Darmbakterien den Milchzucker aus Lebensmitteln zu Milchsäure ab.

Beim Abbau von Milchzucker entstehen unterschiedliche Formen der Milchsäure:
L(+) oder rechtsdrehende und D(-) oder linksdrehende Milchsäure.
Die beiden Milchsäurearten unterscheiden sich lediglich in ihren physikalischen Eigenschaften. Wird Milchsäure im Labor mit polarisiertem Licht bestrahlt, dreht die rechtsdrehende Milchsäure das Licht nach rechts, die linksdrehende nach links.
Das Mengenverhältnis zwischen rechts- und linksdrehender Milchsäure in einem Milchprodukt hängt von der Menge und der Art der zugesetzten Milchsäurebakterien ab. Meist werden Bakterienkulturen verwendet, die hauptsächlich rechtsdrehende Milchsäure produzieren.
Lange Zeit ging die Wissenschaft davon aus, dass nur die rechtsdrehende Form der Milchsäure ein natürliches Zwischenprodukt des menschlichen Stoffwechsels ist und daher vom Menschen generell besser vertragen wird. Neuere Studien zeigen, dass beide Säurearten natürlicherweise im Stoffwechsel entstehen und der Körper auch beide abbauen und verwerten kann. Dabei wird die rechtsdrehende Form lediglich etwas schneller abgebaut als die linksdrehende. Die Weltgesundheitsorganisation WHO hat deshalb auch eine ursprünglich festgesetzte Grenze der zulässigen Zufuhr an D(-)-Milchsäure wieder aufgehoben. Nur in der Ernährung von Kindern bis zu einem Jahr sollte linksdrehende Milchsäure nicht enthalten sein, da ihr Stoffwechsel noch nicht voll ausgereift ist.