Vitamiinit ovat yksi tärkeimmistä ravintoaineista ihmiskehon moitteettoman toiminnan kannalta. Vaikka vitamiinit eivät tarjoa energiaa, kuten hiilihydraatit, tai toimivat rakennuspalikoina kudosten kasvulle, kuten proteiini, ne auttavat syntetisoimaan ja kuljettamaan ravintoaineita koko kehossa sekä pitämään järjestelmät tasapainossa. Riittämätön vitamiinien saanti voi johtaa sairauksiin; vitamiinien ja puutosairauksien välinen yhteys tunnetaan hyvin esimerkiksi riisitaudin, beriberin, keripukin ja tuhoisan anemian yhteydessä. Esimerkiksi liian pieni C -vitamiinin nauttiminen voi johtaa keripukkiin. Hedelmien ja vihannesten tasapainoinen ruokavalio auttaa varmistamaan riittävän vitamiinin saannin.
Riketti on sairaus, joka johtuu pääasiassa riittämättömän D -vitamiinin puutteesta, ja sen oireita ovat heikot luut, luuston kehityksen hidastuminen ja usein lihaskrampit. Vitamiinien ja puutosairauksien välinen suhde näkyy, kun keho ei saa riittävästi D -vitamiinia auringonvalosta, kalsiumista tai fosfaateista. Nämä aineet toimivat myös elektrolyytteinä tai yhdisteinä, jotka kuljettavat sähköisiä impulsseja hermoston läpi. Kun keho ei saa kalsiumia ruoasta, se imeytyy luustosta. D -vitamiinia tuottavaa kalsiumia ja fosforia löytyy maidosta ja lehtivihanneksista tai voidaan ottaa vitamiinilisää.
Beriberi osoittaa myös vitamiinien ja puutosairauksien välisen yhteyden. Tiamiini tai B1 -vitamiini on kriittinen aine glukoosin ja muiden energiamolekyylien hajoamisessa. Se toimii myös hermoimpulssien johtimena tehostamalla hermoreseptoreita. Ilman riittävää B1 -tarjontaa seurauksena voi olla oireita, kuten letargia, epäselvä puhe, nopea sydämenlyönti ja lihaskoordinaation puute. Kuiva beriberi vaikuttaa hermostoon, kun taas märkä beriberi vaikuttaa sydän- ja verisuonijärjestelmään.
Tutkimuskauden aikana, 15. -17. Vuosisadan alussa, keripukki oli yleinen sairaus merimiehillä C -vitamiinin puutteen vuoksi. Scorvy on seurausta siitä, että keho ei ime rautaa, ei tuota tarpeeksi kollageenia kudosten joustavuuden säilyttämiseksi eikä siten ylläpitä immuunijärjestelmää. Ensimmäiset oireet ovat huono ruokahalu, ripuli ja laihtuminen; ikenien ja muiden limakalvojen verenvuoto, hampaiden reikiintyminen, ihosairaudet sekä ruston ja sidekudoksen infektio esiintyy taudin edetessä. Historiallisesti keripukki oli useimmiten tappava, kun merimiehillä ei ollut pääsyä sitrushedelmiin, koska niistä saatiin eniten C -vitamiinia.
Vitamiinien ja puutosairauksien välinen yhteys sisältää myös tuhoisan anemian, joka ilmenee, kun kehon punasolujen määrä vähenee. Tämä tapahtuu, kun elimistössä ei ole tarpeeksi combalamiinia tai B12 -vitamiinia. B12 -vitamiini yhdistyy normaalisti vatsaan erittyvän proteiinin kanssa. Kun yhdistetty B12 ja luontainen tekijä saavuttavat ohutsuolen, aine imeytyy ja muuttuu punasoluiksi.