Pieno ūkis yra žemės ūkio paskirties objektas, skirtas auginti ir prižiūrėti gyvulius, laikomus pienui. Klasikiškai pieno ūkyje laikomos karvės, nors už pieną galima auginti ir ožkas, avis, jakus ir kitus gyvulius. Pieno ūkio tikslas – gaminti didelius kiekius geros kokybės, saugaus pieno ir pieno produktų bei eksportuoti juos į aplinkinį regioną.
Žmonės šimtmečius laikė gyvulius savo pienui, tačiau pieno ūkis iš tikrųjų nepasižymėjo dideliu mastu, kol žmonės nesuvokė, kaip saugiai tvarkyti pieną. Istoriškai daugelyje bendruomenių buvo keli melžiami gyvuliai, kurie buvo tvarkomi ir varomi bendromis jėgomis, o tokios įstaigos kaip abatijos galėjo laikyti gyvūnus sūrio ir kitų prekių gamybai parduoti. Pavieniai ūkininkai ir žemės savininkai paprastai gamindavo pieną ir sūrį pagal poreikį iš savo karvių, avių ir kitų gyvulių.
1800-aisiais atsiradus talpykloms, pasterizavimui, šaldymui ir pieno sunkvežimiams prieinamais keliais, modernus pieno ūkis pradėjo vystytis. Daugumoje pieno ūkių šiandien auginama daug gyvulių – šimtai ar tūkstančiai, o ne dešimtys XX amžiaus pradžios mažuose ūkiuose, ir jie gamina didžiulius pieno kiekius.
Ūkyje yra ganykla ir pastogė gyvuliams, taip pat plotai, kuriuose galima priglausti karves, kol jos dirba ir atsiveda. Pieno ūkiai paprastai laiko po ranka bulių arba užsako spermą dirbtiniam apvaisinimui, kad patektų į ypač geras kraujo linijas, taip pat turi patalpą, vadinamą melžimo aikštele, kur melžiamos karvės. Istoriškai tai buvo daroma rankomis, tačiau šiuolaikinėse melžimo aikštelėse dažniausiai naudojami melžimo aparatai. Pienas steriliuose mėgintuvėliuose vežamas į cisternas, kad būtų galima ištirti, ar nėra ligų sukėlėjų, prieš supilant jį į pieno sunkvežimį. Pieno mašina nuveža pieną į centrinę vietą perdirbti.
Pieno ūkyje taip pat gali būti laukų, kuriuose būtų auginami pašarai, siekiant sumažinti ūkio išlaidas. Taip pat galima rasti ūkių, aptarnaujančių specialias rinkas, pavyzdžiui, ekologiškų produktų ieškančius žmones.
Maži pieno ūkiai gali patys gaminti sūrį, sviestą, jogurtą, grietinėlę ir kitus pieno produktus, skirtus parduoti bendruomenėje. Tam reikia specialių įgūdžių ir papildomų licencijų bei patikrinimų, todėl daugelis ūkininkų mieliau parduoda pieną pieno kooperatyvams arba konkretiems produktų, tokių kaip sūris, gamintojams, o ne patys tvarko. Kai vartotojai parduotuvėje perka pieno prekės ženklą X, jie dažniausiai perka pieną iš daugelio ūkininkų, parduodančių savo pieną pieno bendrovei X, o ne pieną iš karvių, priklausančių tam konkrečiam prekės ženklui.