Die Basis von Buttermilch ist Rahm, der durch Zentrifugieren der Rohmilch von der Magermilch getrennt wird. Nachdem der Rahm ggf. durch Standardisieren und Pasteurisieren weiterbehandelt wird, reift er für die Herstellung von Süßrahmbutter, oder man säuert ihn für Sauerrahmbutter. Bei der Butterung werden die meisten festen Bestandteile von der Flüssigkeit getrennt, die als Buttermilch bezeichnet wird. In Österreich muss Buttermilch gemäß dem Lebensmittelbuch aus saurem Rahm hergestellt werden.
Ebenso wird das aus der unmittelbaren Herstellung von Milchfetterzeugnissen der Gruppe XVII der Milcherzeugnisverordnung aus Sahne anfallende Erzeugnis als Buttermilch bezeichnet.