Além dos padrões de pasteurização padrão HTST e UHT, existem outras técnicas de pasteurização menos conhecidas. A primeira técnica, chamada "pasteurização por lotes", envolve o aquecimento de grandes lotes de leite a uma temperatura mais baixa, normalmente 68 °C (154 °F). A outra técnica é chamada de HHST (higher-heat/shorter time), e fica em algum lugar entre HTST e UHT em termos de tempo e temperatura. A pasteurização causa alguma desnaturização irreversível e alguma desnaturização temporária das proteínas no leite.
Na maioria das legislações, a pasteurização dupla não é permitida. Um tratamento térmico a uma temperatura mais baixa ou por um tempo mais curto é, às vezes, realizado. Possivelmente, tal leite poderia ser chamado de "leite cru" ou, confusamente, de "leite não pasteurizado". Não pode ser chamado de "pasteurizado", mesmo que um número significativo de patógenos seja destruído durante o processo.
Nos últimos anos, tem havido algum interesse dos consumidores por produtos de leite cru, devido à percepção dos benefícios à saúde. Os defensores do leite cru sustentam, corretamente, que alguns componentes sobrevivem no leite que não foi pasteurizado. Especificamente, o leite cru contém imunoglobulinas e as enzimas lipase e fosfatase, que são inativadas pelo calor. O leite cru também contém vitamina B6, da qual até 20% podem ser perdidos no tratamento térmico. Também é alegado que contém bactérias benéficas que ajudam na digestão e aumentam a imunidade.
A distribuição comercial de leite cru embalado não é permitida na maioria dos estados americanos.
Alguns médicos (e alguns defensores do leite cru) reconhecem que certas pessoas não devem beber leite cru, incluindo mães grávidas ou amamentando, aquelas submetidas a tratamento imunossupressor para câncer, transplante de órgãos ou doençasauto-imunes; e aquelas imunocomprometidas devido a condições médicas como a AIDS.
De fato, alguns médicos sugerem que bebês e mães amamentando evitam todos os produtos lácteos pasteurizados, exceto os UHT.
Na África, é comum ferver o leite sempre que ele é colhido. Este aquecimento intenso muda muito o sabor do leite, ao qual as pessoas na África estão acostumadas.