ビタミンは、三大栄養素の糖質、脂質、たんぱく質とは違い、身体の構成成分ではなく、エネルギー源としても使用されません。生体内の代謝、生理機能に対して補酵素として作用する有機化合物で、微量の必須栄養素となっています。不可欠なビタミンとして１３種類があり、どれも不足すると欠乏症を引き起こします。ビタミンは性質によって脂溶性ビタミン（４種類）と水溶性ビタミン（９種類）に分類されます。
脂溶性ビタミンは、水に溶けにくく、油脂やアルコールに溶ける性質のビタミンで、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＫがあります。脂溶性ビタミンは肝臓や脂肪細胞に蓄積されるため、過剰症が起こることがあります。水溶性ビタミンは、水に溶けやすく、油脂には溶けにくい性質のビタミンで、ビタミンＢ群（ビタミンＢ₁、ビタミンＢ₂、ナイアシン、ビタミンＢ₆、葉酸、ビタミンＢ₁₂、ビオチン、パントテン酸）とビタミンＣがあります。
ビタミンは小腸から吸収された後に、肝臓から血管を通って各組織に運ばれ、エネルギー源の代謝を補助する働きをします。水溶性ビタミンのビタミンＢ群とビタミンＣは、酵素の働きを補う補酵素して働き、糖質、脂質、たんぱく質の代謝を促進します。
糖質がブドウ糖に分解されるときにはビタミンは関与していませんが、ブドウ糖がアセチルＣｏＡに変換されるときにはビタミンＢ₁、ナイアシン、ビオチン、パントテン酸が必要となります。脂質が脂肪酸に分解されるときにはビオチンが働き、逆に脂肪酸が脂質に合成されるときにはナイアシンが働きます。また、脂肪酸がアセチルＣｏＡに変換されるときにはビタミンＢ₂、ナイアシン、パントテン酸が必要になります。
たんぱく質がアミノ酸に分解されるときにはナイアシンが、逆にアミノ酸がたんぱく質に合成されるときにはビタミンＢ₆、ビタミンＢ₁₂、葉酸が必要になります。また、アミノ酸がアセチルＣｏＡに変換されるときにはビタミンＢ₆が必要になります。そして、アセチルＣｏＡからエネルギー産生が行われるときにはビタミンＢ₁、ナイアシン、葉酸、ビタミンＢ₁₂が必要になります。このようにビタミンＢ群が組み合わされて、代謝が行われているわけです。
脂溶性ビタミンのビタミンＡは脂肪酸と結合して肝臓や脂肪細胞などに蓄積され、必要に応じて全身の細胞に運ばれ、成長促進や粘膜維持などの作用を行います。ビタミンＤは肝臓でコレステロールからも合成され、カルシウムの吸収を促進するほか全身の機能調整に関わっています。ビタミンＫは血液凝固などに関与しています。ビタミンＡ、ビタミンＣ、ビタミンＥには抗酸化作用があり、活性酸素を消去して全身の細胞の老化を防ぐ働きをします。