Homogenisering er en behandling av melken som gjør at melkefettet blandes jevnt inn i melken og ikke skilles ut under lagring.
Fettet i melk består av mange fettkuler i ulik størrelse og veier mindre enn resten av melken. I uhomogenisert melk vil fettet derfor flyte opp og danne et fløtelag på toppen. Ved homogenisering blir melken presset raskt gjennom en smal dyse ved høyt trykk slik at størrelsen på fettkulene reduseres. De mange små fettkulene sørger for at melkefettet finfordeles og holder seg jevnt fordelt i melken.