A vitaminok többnyire megtalálhatók a növényekben melyek az emberi és állati szervezet normális fejlődéséhez, működéséhez, elsősorban az anyagcsere zavartalan szabályozásához nélkülözhetetlenek, hiányuk súlyos megbetegedést idézhet elő. A táplálkozástan művelöi Liebig nyomán a 19. század végéig voltak olyan vélemények, hogy az állati szervezet életműködéséhez elegendőek azok a táplálékok, melyek kizárólag szénhidrátokból, fehérjékből, zsírokból és ásványi sókból állnak. E táplálkozási elmélettel szemben az 1880-as években merültek fel először kételyek. Bunge német vegyész azt tapasztalta, hogy a kizárólag ilyen táplálékon tartott patkányok közt sokan elpusztultak. Eijkman jávai orvos 1897-nen megfigyelte, hogy hántolt rizsen tartott tyúkok jellegzetes betegségbe estek, de a rizshéjtól gyorsan meggyógyultak. Ez a rizsevő népek között gyakori beriberihez hasonlatos, melyet Eijkman rizshéjjal szintén tudott gyógyítani. Grijns 1901-ben felismerte, hogy a betegségek okozója az lehet, hogy a táplálékból hiányoznak bizonyos anyagok. Eijkman és Grijns vizsgálatai indították el a modern vitaminkutatást, melynek W. Stepp 1909-ben adott nagyobb lendületet, amikor szabatos kísérletekkel bizonyította be, hogy az említett tápanyagokon kívül még más anyagok igen kis mennyiségei szükségesek ahhoz, hogy az állati szervezet normális életműködést fejthessen ki. Casimir Funk biokémikus 1912-ben nevezte el ezeket az anyagokat vitaminnak: a vitális, ami az életet jelentő, latin vita szóból ered.
Már régóta ismertek olyan betegséget, például a skorbutot, amit a C-vitamin hiánya okozott, a vitorláshajózás korszakában szedte áldozatait és amelyet Jaques Cartier már 1536-ban fenyőlevél kivonattal, Kramer 1730-ban pedig citromlével meg tudott gyógyítani, de akkoriban ezeket a megfigyeléseket, nem tudták megfelelően kiértékelni. Sir Frederick Hopkins brit biokémikus 1906-ban kimutatta, hogy az élelmiszerek a fehérjék, szénhidrátok, zsírok, ásványi anyagok és víz mellett tartalmaznak más, ún. kiegészítő tápanyagokat is. Hopkins és Funk 1912-ben kidolgozták a vitaminok hiányelméletét, ami például a skorbuthoz vagy beriberihez vezethet. Nagy lendületet kapott a vitaminkutatás az 1920-as évek folyamán. 1926-ban Jansen és Donath előállították az első vegytiszta vitamin készítményt a B1 vitamint, ezt követte 1931-ben a D2 vitamin (Windaus), majd 1932-ben a C-vitamin (Szent-Györgyi Albert). A C-vitamin volt az első amit szintetikusan is sikerült előállítani (Reichstein, 1933), ezt követte a többi fontos vitamin szintézise.
A napi vitaminszükséglet igen csekély, a legtöbb esetben a milligramm tört részei elegendők, más szóval a vitaminok élettanilag rendkívül hatásos anyagok. A növényekben gyakran nem is maga a vitamin, hanem a provitamin, melyet az állati szervezet alakít át vitaminokká.
A vitaminok két csoportba oszthatók: vízben oldható (ilyenek a B-vitaminok és a C-vitamin) valamint a zsírban oldódó vitaminokra (A-,D-, E-, K vitamin). A vízben oldódó vitaminok a belekbe szívódnak fel és a vérkeringéssel jutnak a szövetekbe, ahol hasznosulnak, amiknek nagy része elraktározódik a többi, a felesleges kiürül a vizelettel. Az A és a D-vitamin java része a májban raktározódik, míg az E-vitamin főként a testzsírban és a kisebb mennyiségben az ivarszervekben.
A szervezetnek rendes működéséhez több száz különböző vegyületre van szüksége, amelyeket a megfelelő táplálék szolgáltat. Ezek a vitaminok, melyek hatásukban hasonlítanak, a gépolajhoz, hisz biztosítják a szervezet „olajozott” normális működését.
Noha a vitaminok hatását jóval azelőtt felismerték, hogy sikerült volna tisztán előállítani őket, meghatározni vegyi képletüket, így kapták az A,B, C, betűt, de később bonyolulttá vált a helyzet. A B vitamin nevet olyan kivonat kapta, amely például a májból és élesztőből készült, és ellenszere volt a beriberi nevű betegségnek. Később kiderült, hogy ebben a kivonatban van egy másik anyag is, amely egy másik betegségnek, a pellagrának az ellenszere. Így aztán kétféle vitaminról kellett beszélni: megszületett a B1 és a B2.
Noha a vitaminok később tudományos nevet kaptak, ám a köznyelvben szívesen használják továbbra is az eredeti betűjelzéses nevük szerint (pl. a riboflavin a B2 vitamin) a K-vitaminból az emberi szervezet viszonylag keveset tárol.