牛場的科學設計與建設是實現奶牛標準化生產的一個重要環節。按照投資少、利用率高、經濟適用、便於機械化作業的原則，根據奶牛的飼養特點和不同地區的自然環境、氣候條件，因地製宜地建好奶牛場，對保持牛體健康、提高牛場養殖效益、保護生態環境都具有十分重要的意義。
（一）奶牛場的規劃設計
1.場址選擇
應根據國家畜牧業發展規劃、城鎮建設發展規劃、農田基本建設規劃和各地區產業化發展建設目標等來規劃選擇場址。要適應現代養牛業的發展趨勢，因地製宜，並根據資金、技術、場地和飼料等資源情況確定養殖規模。場區麵積可根據飼養規模、管理方式、飼料貯存和加工條件等來確定。
（1）地勢：場址要選擇通風良好、背風向陽、較幹燥的環境。牛場地勢應較高，排水良好，稍有緩坡（坡度1%～3%），北高南低，總體平坦。切不可建於低窪地帶，以免造成排水困難、汛期積水，並給冬季防寒帶來困難。地形要開闊整齊，方形有利於場地規劃和建築物布局，避免狹長和多邊角的地形。要綜合考慮當地的氣象因素，如最高溫度、最低溫度、濕度、年降水量、主風向、風力等，以選擇有利地勢。
（2）土質：沙壤土最理想，黏土最不適合。沙壤土土質鬆軟，抗壓性強，透水性好，雨水、尿液不易積聚，有利於牛舍及運動場的清潔與衛生，有利於防止蹄病的發生。
（3）水源：地下水位應在2米以下，水源要清潔、充足，水質良好，取用方便。切忌在嚴重缺水或水源嚴重汙染的地區建場。因為牛場生產中需水量很大，1頭奶牛僅飲水每天就達70～130千克。
（4）飼料：牧區牛場應選擇牧地廣闊且牧草種類多、品質好的場所，牛場附近要有可種植牧草的優質土地用來種植高產牧草，以補充天然飼草不足。農區以舍飼為主，更要有足夠的飼料飼草基地或飼料飼草來源。若利用草山、草坡放牧養牛，也應有充足的放牧場地及大麵積人工草地。
（5）能源：牛場場址要電源充足，通信條件方便，這是現代化、規模化牛場對外交流、合作的必備條件，便於產品交換與信息流通。
（6）社會聯係：奶牛場周圍地區應為無疫病區，牛場與牛場之間要有一定的距離，以便於疾病和傳染病的預防。要避免有放牧的牛羊在牛場附近放牧，要遠離居民區的垃圾和汙水排出處，更要遠離化工廠、屠宰廠、製革廠等。牛場一般離居民區500米以上，與主幹公路、鐵路至少應相距1000米，且周圍要有綠化隔離帶。同時也應盡量保證飼料供給、鮮奶的運出及工作人員的往來等的交通便利等。
2.場區的規劃與布局
牛場規劃和布局應以經營方針、飼養規模、飼養工藝、機械化程度、氣候條件、地形、交通、水電和通信等情況為依據，在滿足經營管理和生產要求的前提下，總體布局要本著因地製宜、統籌安排和長遠規劃、緊湊整齊、美觀大方，以及提高土地的利用率和節約基本建設投資的原則來設計，以保證養殖環境的淨化和畜產品的安全。
一般把牛場分為職工生活區和管理區、生產區、隔離區及糞尿堆貯區。各區相互隔離。運送飼料和鮮奶的道路與裝運牛糞的道路應分設，並盡可能減少交叉點。為便於防疫和安全生產，應根據當地全年主風向和場址地勢，有順序地規劃布局各區。
牛場各區按地勢、風向布局
（1）職工生活區：生活區應設在全場上風向和地勢較高的地段，並與生產區保持100米以上的距離，以保證生活區的良好衛生環境和生活質量，同時也防止人畜共患疫病的相互傳播。
（2）管理區：管理區是牛場經營活動和與社會聯係的場所，生產資料的配置和產品的銷售等都集中在本區內。
（3）生產區：生產區是牛場的防疫重地，為防止疾病的傳播，本區域應設有隔離室和消毒池，嚴禁非生產人員和場外運輸車輛進入生產區，以保證生產區的安全和安靜。生產區牛舍布局要合理，分階段分群飼養，以擠奶廳為中心，按泌乳牛群、產房、幹奶牛群、犢牛舍、育成前期牛舍、育成後期牛舍的順序排列。為便於管理和防疫，原則上每棟牛舍不超過100頭牛。各牛舍之間要保持10米以上的距離，布局要整齊，以便防疫和防火。但牛舍也要適當集中，以節約水電資源和管道，縮短飼草飼料及糞便運輸距離。
由於我國地處北緯20°～50°，太陽高度角冬季小、夏季大，為使牛舍達到冬暖夏涼，應采取南向，即牛舍長軸與緯度平行，這樣有利於牛舍冬季的采光，又可防止夏季太陽光的強烈照射。因此，在全國各地牛舍均以南向配置為宜，並根據緯度的不同有所偏東或偏西。
生產區還包括飼料庫、飼料加工車間、幹草及塊根飼料存放處、青貯窖、鍋爐房等。飼料庫、青貯窖、幹草及塊根飼料存放處一般設在離牛舍較近的地方，應處在上風處，並盡量杜絕火災和其他災害發生的隱患。需要注意，修建牛舍必須與本場生產工藝相結合；否則，必將給生產造成不便，增加工作量。
（4）隔離區：規模化奶牛場應建有此區，一般建在生產區的下風向，包括診療室、藥房、病牛隔離室。該區與其他區相對獨立，與牛舍相距300米以上，並有隔離屏障，設有單獨的通道和入口，便於消毒和隔離。病牛區的汙水和廢棄物要進行嚴格的消毒處理，防止疫病傳播和汙染環境。
（5）糞尿堆貯區：該區設在生產區下風向地勢低處，與牛舍至少有200～300米的間距。貯糞場的位置既要便於把糞便由牛舍、運動場運出，又要便於運到田間施用。同時，應使糞便在堆放期間不致造成環境汙染和蚊蠅的滋生。
標準化的奶牛場建設沼氣池，目的在於就地將牛場的廢棄物轉化利用，產生能源供生活和生產使用。沼氣池可以建在地下，也可以建在地上，類似於青貯塔，這是生態養牛業的發展方向。
3.牛場設計
（1）基本要求：
a.牛舍類型：應根據當地氣候條件等具體情況選擇。例如，鍾樓式牛舍通風良好，很適合夏季通風；房舍式牛舍保溫效果好，故在北方多見。牛舍建築應與擠奶方式相配套。小型奶牛場可使用手推式擠奶器，故牛舍宜采用拴係式的；大、中型奶牛場則應使用擠奶廳或管道設備，牛舍類型的影響不大。
b.牛舍設備：如牛床、隔欄、飼槽、飲水器、排糞溝等。牛床大小應當根據牛體的大小和拴係方式確定。隔欄由彎曲鋼管製成，一般長度為牛床的2／3，欄高80厘米，由前向後傾斜，牛床前應設飼槽。飲水器一般兩頭牛提供1個，設在兩個欄之間。排糞溝設在牛床與清糞道之間，通常是明溝，溝寬一般為30～40厘米，溝深5～18厘米，溝底有一定的排水坡度。
c.奶牛舍的向陽麵應設運動場。運動場不宜太小，否則牛密度過大，易引起運動場泥濘、衛生差，導致乳房炎、腐蹄病增多。運動場麵積大小依據牛場奶牛頭數而定，一般為每頭奶牛20～40平方米。運動場周圍應盡量綠化，以改善和美化牛場環境。
d.在奶牛飼養區進出口處必須設消毒池。消毒池構造應堅固，能承載通行車輛的重量。消毒池一般為長3.8米，寬3米，深0.1米。池麵應平整，耐酸、耐堿、不透水，池裏盛滿消毒液。
此外，奶牛場還要設貯糞池，但要注意必須與牛舍保持一定的距離，並設置在主風向的下方。池的底麵和側麵要密封，上部有擋雨棚，以防滲漏汙染地下水或淋入雨水，池的總容積通常以每天每頭奶牛占有0.06立方米容積計算。
（2）犢牛舍：犢牛舍或犢牛欄飼養出生後7日齡到斷奶的犢牛，要求牛舍清潔幹燥、通風良好、光線充足，能防止賊風和潮濕。目前常用的犢牛欄主要有單欄（籠）、群欄和室外犢牛欄等幾種。
單欄（籠）一般長130厘米、寬80～110厘米、高110～120厘米。犢牛出生後即在單欄（籠）中飼養，每犢一欄，隔離管理，一般1月齡後才過渡到通欄。
通欄飼養的犢牛應按大小進行分群。采用自由散放的牛床式通欄飼養，群欄的麵積根據犢牛的頭數而定，一般每欄飼養5～15頭，每頭犢牛占地麵積1.8～2.5平方米，欄高120厘米。通欄的一側或兩側，設置飼槽並裝有欄柵頸枷，以便於喂奶或必要時對牛隻進行固定。舍內通欄既可布置為單排欄，也可為雙排欄，每欄設自動飲水器，以便讓犢牛隨時能喝到清潔的飲水。在氣候溫和的地區或季節，犢牛出生後3天即可飼養在室外犢牛欄。室外犢牛欄的前邊設一運動場，運動場由直徑為1.0～3.0厘米的鋼筋圍成柵欄狀，圍欄長300厘米、寬120厘米、高90厘米。圍欄前設喂奶槽和飲水桶，以便犢牛在小範圍內活動，采食飲水。室外犢牛欄設備簡單，投資少，犢牛成活率高，但勞動生產率較低。
（3）青年牛舍：青年牛舍是飼養從配種到分娩前母牛的牛舍。大多采用舍飼拴係，單坡單列敞開式飼養，舍內設單排通欄，牛隻固定，便於管理。這種牛舍每頭牛占用麵積6～7平方米，跨度3～5米。牛床一般長1.4～1.6米，寬0.8～1.0米，坡度1%～1.5%。
（4）成年牛舍：成年牛舍奶牛一般采用拴係舍飼，飼喂、擠奶等都在牛舍裏進行。現在一些大型的奶牛企業也采用散欄牛舍，牛沒有固定的床位，擠奶在擠奶廳集中進行。