Als Ausgangsmilch (Magermilch) kann Rohmilch oder besser erhitzte Milch (65°C, 30 min) verwendet werden. Die Milch wird in Gefäßen bei 20 °C temperiert und mit einer Bakterienkultur (Milchsäurebildner) beimpft. Darauf folgt eine ca 20-stündige Säuerung der Milch.
Die geronnene Milch wird in mehreren Schritten auf ca 50 °C erhitzt. Dabei zerfällt sie in den Topfen und die gelb-grüne Magermilchmolke. Der Topfen, der obenauf schwimmt, wird innerhalb von 1–1,5 Stunden regelmäßig gewendet, damit er „trocken“ wird. Zum Abtropfen wird er in ein grobes Topfentuch geschöpft. Der danach händisch leicht gepresste und zerbröselte Topfen wird  mit den Gewürzen Salz, Pfeffer und Kümmel versetzt, in Formen gefüllt und ca 20 Stunden zur Formgebung gepresst. Danach lässt man den aus den Formen gelösten Käse 3 oder 4 Tage bei ca 22 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca 70 % vorreifen. Dabei muss er täglich gewendet werden. Nach der Hauptreifung wird der Käse verpackt und bei 6–10 °C bis zur gewünschten Konsumreife nachgereift.

Eine gute Reifung von Graukäse wird durch Hefen unterstützt, die aktiv zugesetzt werden können. Hefen sind einzellige Pilze, die sich durch Sprossung oder Teilung vermehren.
Die Bundesanstalt für Alpenländische Milchwirtschaft Rotholz bietet entsprechende Kulturen zum Kauf an (Rotholzer Graukäsereifungskultur).

Ob der Graukäse im Kern eher speckig oder trocken-weiß wird, hängt davon ab, ob stark oder weniger stark gepresst wurde. Der Geschmack wird auch von den Reifebedingungen beeinflusst. Graukäse kann gebietsweise grau-grüne bis blau-graue Verfärbungen durch Schimmelreifung aufweisen.

Von der Zusammensetzung her ist der Graukäse ein fettarmer Käse, er enthält 0 bis 2 % Fett in der Trockenmasse. Dadurch, dass kein Lab zugesetzt wurde, enthält er im Gegensatz zu Labkäsen allerdings auch weniger Calcium. Durch sein säuerliches, würzig-pikantes  Aroma ist er nicht jedermanns Sache, hat aber dafür eingeschworene Liebhaber.

Die rechtlichen Anforderungen in hygienischer Hinsicht für die Herstellung von Graukäse sind hoch - wie für alle Milchprodukte, denn Milch ist nun mal ein sehr gutes Substrat auch für unerwünschte Mikroorganismen. Amtliche Proben werden routinemäßig auf Listerien, Koagulasepositive Staphylokokken, Escherichia coli und Salmonellen untersucht.

In der Küche lassen sich mit Graukäse warme Gerichte wie die sogenannten "Kaspressknödeln", die "Zillertaler Krapfen" oder Graukassuppe herstellen. Sehr häufig wird er jedoch kalt verzehrt, angerichtet mit Öl, Essig und Zwiebeln. 

Der als "Tiroler Graukäse" bezeichnete Käse ist eine geschützte geografische Ursprungsbezeichnung gemäß Verordnung (EG) Nr. 510/2006.

Ein Graukäse aus Südtirol ist der "Ahrntaler Graukäse".