تقع مغارة الحليب على بعد عدة أمتار إلى الجهة الشرقية من كنيسة المهد، ويدعى الشارع الذي تقع فيه بشارع مغارة الحليب. وفقا للتقليد المسيحي، بقيت السيدة العذراء مع القديس يوسف النجار والطفل يسوع لفترة قصيرة في هذا المغارة. حيث توقفت العائلة المقدسة هناك خلال رحلتهم الى مصر؛ وفي أثناء الرضاعة سقطت بعض نقاط من الحليب محولة الصخر إلى اللون الأبيض، ولذلك دعيت بمغارة الحليب. إن سكان مدينة بيت لحم من نصارى ومسلمين يتبركون بهذا الصخر إذ يعتقدون أنهم إن أذابوا قطعة منه في الماء وشربته النساء المرضعات فإنه يزيد من غزارة الحليب. بالإضافة إلى أن العديد من الحجاج والزوار من جميع أنحاء العالم يأتون ليحصلوا على قطع صغيرة من الحجر الأبيض طلبا في الحصول على بركة من الأرض المقدسة.
إن هذه الكنيسة الصغيرة تتكون من مغارتين طبيعيتين من الصخر الأبيض، أضيف إليها البنيان الحالي، ويوجد فيها هيكل في المغارة الرئيسة، وآخر في المغارة الصغيرة، وعند نزول الدرج يشاهد المرء منظرا للعائلة المقدسة أثناء الهروب إلى مصر. ويقال أنّ الأرض المحيطة بذلك المكان كانت جرنا أو بيدرا للقمح والشعير والعدس لأهالي بيت لحم، وقد أعطوها للآباء الفرنسيسكان مقابل تعليم أولادهم في مدرسة تراسنطا مجانا. أما البناء الحالي فيرجع تاريخه إلى عام 1872م، حيث عثر على بعض الآثار من عهد الفرنجة، وبعض الفسيفساء من العهد البيزنطي. وفي عام 1935م قدّم أحد أبناء بيت لحم، وهو المهندس عيسى عبد الله حزبون، نذرا إكراما للسيدة العذراء. فقام ببناء الأقواس والزخارف على مدخل الكنيسة وزيّن الدرجات التي ينزل منها إلى المغارة بالزخارف الصدفية. وهناك نص باللغتين العربية واللاتينية على الجهتين اليمنى واليسرى يشير إلى اسم عيسى حزبون وزوجته، وكذلك عام التقدمة. وقام الآباء الفرنسيسكان في 2007 بتوسيع المكان وبناء كنيسة أكبر، ليقام فيه القداديس بعيد السيدة العذراء مريم
