Nella ricerca scientifica le proteine del latte hanno dimostrato molte proprietà benefiche per la salute. Gli effetti di proteine del siero di latte sulla salute umana sono di grande interesse e sono attualmente in fase di studio per ridurre il rischio di malattie, così come il loro possibile ed eventuale impiego nei trattamenti per varie patologie. L'uso di proteine del siero di latte come fonte di aminoacidi e il suo effetto sulla riduzione dei rischi di malattie come le malattie cardiache e il cancro è al centro di ricerche in corso. Studi hanno indicato che le proteine del siero del latte possono contribuire a ridurre il rischio e migliorare lo stato della malattia in alcuni tipi di cancro, migliorare la funzione immunitaria e ridurre la pressione sanguigna. Le whey rappresentano un'abbondante fonte di aminoacidi a catena ramificata (BCAA), che vengono utilizzati per alimentare i muscoli in attività e stimolare la sintesi proteica. In particolare la leucina, uno dei tre ramificati, svolge un ruolo fondamentale nel dare inizio alla trascrizione della sintesi proteica. Quando la leucina viene ingerita in grandi quantità, come con la supplementazione delle proteine del siero del latte, avviene una maggiore stimolazione della sintesi proteica, che può accelerare il recupero e l'adattamento allo stress (esercizio). Le proteine del siero contengono l'amminoacido cisteina, che può essere impiegato come precursore del glutatione. Tuttavia, questo amminoacido non è essenziale per la sintesi del glutatione, e alcuni studi hanno suggerito che l'apporto di cisteina nella dieta possa avere uno scarso effetto sulla sintesi del glutatione. Tuttavia, un altro studio ha suggerito che un largo utilizzo delle proteine del siero possono aumentare i livelli cellulari di glutatione. Il glutatione è l'antiossidante che difende il corpo contro dai danni dei radicali liberi e da alcune tossine, e gli studi su animali hanno suggerito che le proteine del latte potrebbe ridurre il rischio di cancro.. Alcuni studi clinici sui roditori hanno suggerito che le proteine del siero di latte possono possedere proprietà anti-infiammatorie o anti-cancro; tuttavia mancano dati sul loro effetto sull'uomo. Anche se le proteine del siero di latte sono responsabili di alcune allergie collegate al latte, i principali allergeni del latte si trovano all'interno delle caseine.