所有的维生素摄入体内，胃内的消化过程把维生素从食物中释放出来。胰脏分泌的消化酵素协助释放出的维生素，肝脏制造的胆汁协助脂溶性维生素的吸收，脂溶性维生素在小肠和膳食脂肪一起吸收，由乳糜微粒携带进入淋巴循环。水溶性维生素在小肠吸收，直接进入血液。少量的维生素K由回肠和大肠中的细菌制造。
食物中的维生素必须在小肠有效地吸收才能满足人体需求。脂溶性维生素与膳食脂肪一起吸收；因此脂溶性维生素的充分吸收取决于摄取、消化和吸收足够的脂肪。脂肪吸收不良（由于消化道、肝脏、胰脏的疾病）会造成脂溶性维生素吸收不良。在理想的条件下，我们所吃的脂溶性维生素有40-90%能被人体吸收。
水溶性维生素在小肠的吸收与膳食脂肪无关。一般来说，水溶性维生素的吸收率可达50-90%。不过酗酒和某些小肠疾病会导致B族维生素吸收不良，这时就需要吃补充剂来避免缺乏症。食物中的B族维生素以辅酶的形式存在，消化作用将B族维生素从辅酶或蛋白质中释放出来。小肠吸收的主要是未结合（游离）的B族维生素。B族维生素一旦进入细胞，就再度合成辅酶。
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