Objetivou-se com o presente estudo, analisar diferentes amostras comerciais de leite submetidos aos tratamentos térmicos de pasteurização e ultra pasteurização, observando sua influência no perfil de composição físico-química, de qualidade microbiológica e de ácidos graxos do leite. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, sendo o leite submetido à análise centesimal por tempo de armazenamento (vida útil) nos três tempos (0, 4 e 7 dias) em seis lotes amostrais diferentes no período de julho de 2019 a fevereiro de 2020 para o leite pasteurizado e em cinco tempos (0, 30, 60, 90 e 120 dias) em seis lotes amostrais no período de fevereiro a julho de 2020 para o leite ultra pasteurizado. Realizou-se a caracterização físico-química e microbiológica das matérias-primas em seu estado cru e processado termicamente por pasteurização e ultra pasteurização. Quanto aos aspectos microbiológicos, realizaram-se contagem padrão em placas (CPP), contagem de células somáticas (CCS) e contagem dos grupos de microrganismos: psicrotróficos, mesófilos, coliformes totais e termotolerantes (45ºC), enterobactérias e bolores e leveduras a cada quatro dias de armazenamento para pasteurizado e a cada trinta dias para ultra pasteurizado até a data de vencimento do produto. Quanto aos aspectos físico-químicos, realizou-se a análise do teor de proteína bruta (PB), extrato seco total (EST), extrato seco desengordurado (ESD), teor de umidade, teor de gordura e lactose, caseína, fosfatase, peroxidase, densidade e crioscopia para o leite cru e para o leite processado termicamente em todos os tempos. Para determinar a vida útil, realizaram-se análises de pH e acidez no leite de todas as amostras nos seus respectivos tempos de armazenamento. Com relação à qualidade nutricional, avaliou-se a degradação lipídica e de ácidos graxos por cromatografia gasosa em todos os tempos até a validade final das amostras. No primeiro tratamento térmico não foram observadas diferenças estatísticas significativas em relação a todas as variáveis físico-químicas. Já quanto ao perfil microbiológico as amostras apresentaram diferença estatística para alguns grupos de microrganismos analisados quanto à vida útil. No segundo tratamento térmico, por sua vez, diferenças estatísticas nos perfis físico-químico e microbiológico foram encontradas ao longo da vida útil. A qualidade microbiológica da matéria-prima (leite cru) não estava em conformidade com os padrões da legislação brasileira para CCS e CBT. A pasteurização e ultra pasteurização não afetaram (P>0,05) o perfil de ácidos graxos das amostras. Quanto aos aspectos físico-químicos, a matéria-prima foi considerada de boa qualidade, não havendo indícios de adulterações. Todos os resultados físico-químicos estavam dentro do limite estabelecido pela legislação nacional após a pasteurização. Com isso, é imprescindível a busca de novas técnicas e pesquisas que auxiliem na manutenção da qualidade do leite.