El objetivo de este trabajo es investigar el valor químico y nutricional de la harina de cardo mariano (MTM) para mejorarlo y proporcionar un apoyo teórico para su aplicación en la producción de ganado lechero. Se evaluó la MTM en comparación con siete fuentes de proteína convencional, a saber, harina de soja (SBM), harina de semilla de algodón (CS), harina de canola (CN), harina de núcleo de palma (PK), harina de salvado de arroz (RB), harina de germen de maíz (CG) y harina de sésamo (SS). La composición química de estos piensos se evaluó utilizando análisis químico húmedo, se utilizó el Sistema de Carbohidratos y Proteínas Netos de Cornell para evaluar las fracciones de carbohidratos y proteínas, y se emplearon la técnica de bolsa de nylon in situ y el método in vitro modificado de tres pasos para evaluar la degradación en el rumen y la digestibilidad intestinal. Además, se utilizó la tecnología de transformada de Fourier para determinar la estructura molecular espectral de las proteínas del alimento y también se evaluó su perfil de aminoácidos. Los resultados mostraron que la fibra detergente ácida, la lignina, el nitrógeno no disponible y el contenido de carbohidratos no degradables de la MTM eran más altos que los de los otros piensos. Tenía una tasa de degradación efectiva en el rumen del 17% y 36% de la fibra detergente neutra y de la materia seca, respectivamente, y tenía la tasa de digestibilidad de proteínas no degradables en el rumen más baja del intestino delgado. Era baja en leucina, histidina, arginina y prolina, pero alta en metionina. El área total de amida I y amida II en la estructura secundaria de la proteína era similar a la de CN y CS, y la relación de amida I y II no era diferente de la de RB. En resumen, la MTM tiene una composición de carbohidratos deficiente y es alta en fibra, pero, en comparación con la mayoría de los otros piensos proteicos, tiene una tasa de degradación efectiva de proteína cruda en el rumen más alta, similar a la de SBM, y es una buena fuente de metionina, un aminoácido limitante. Por lo tanto, su valor nutricional puede mejorarse aún más para su aplicación en la alimentación de ganado lechero a través de procesos como la fermentación microbiana o enzimática.