維他命是一種維持人體正常生理功能和健康所必需的有機化合物，日常基本需要僅為幾微克至幾亳克。它有著調節代謝的功能及能影響一些對運動或運動表現很重要的生理過程。而大多數的維他命亦與肌肉收縮及能量代謝的過程有關。例如，很多B群維他命是涉及碳水化合物和脂肪能量的代謝輔助因子，是對不同運動強度的運動的一個重要考慮因素。而一些B群維他命更是形成血紅蛋白的重要部份，對運動時輸送氧氣到肌肉尤其重要。此外，維他命C及E屬抗氧化物，能有效減低因運動時所產生的自由基，從而減低或預防自由基對細胞造成的氧化損傷。

維他命對與運動能力相關身體機能的重要影響：

 

		能量代謝輔助因子	神經功能	血紅蛋白合成	免疫能力	抗氧化功能	骨骼代謝
水溶性維他命	硫胺素 (維他命B1- Thiamin)	x	x
	核黄素 (維他命B2-Riboflavin)	x	x
	維他命B6 (Pyridoxine)	x	x	x	x
	葉酸 (Folic Acid)		x	x
	維他命B12 (Cobalamin)		x	x
	烟酸 (維他命B3-Niacin)	x	x
	泛酸 (維他命B5- Pantothenic acid)	x
	生物酸 (維他命B7-Biotin)	x
	維他命C				x	x
脂溶性維他命	維他命A				x	x
	維他命D						x
	維他命E				x	x

*摘自Clinical Sport Nutrition, Louise Burke & Vicki Deakin

維他命B
維他命B對能量代謝的過程起著重要作用。維他命B不足或邊緣性缺乏常見於運動員，這與長期主食或蛋白質攝取量不足如食用精製米、麵或運動員是素食者有關(食物來源可參考本局運動營養點點通網站)。缺乏維他命B能影響神系統、消化功能及食慾、使乳酸堆積，從而導致疲累，損害有氧運動能力。長期維他命B攝取不足能降低有氧及無氧運動的表現，但研究顯示，額外補充個別維他命B或複合維他命B對營養均衡的運動員來說沒有明顯提升運動表現的功效。因此，運動員的日常飲食應不偏食及多元化來攝取足夠營養，而不應單靠補充劑來吸取營養所需。此外，有些研究還顯示，過量補充維他命B3更可能會削弱運動表現。

維他命C及E
維他命C及E屬抗氧化物，它們有著防止自由基對細胞膜的破壞及防止削弱免疫系統的作用。維他命C更可促進鐵質的吸收，有效預防貧血。突然增加運動或訓練量會增加自由基的產生，補給維他命C及E能幫助運動員增强其對自由基的抵抗。由於有規律性的運動訓練本身就能增强自身對自由基的抵抗，所以如果運動員能從飲食中吸取足夠的維他命的話便不需額外補充。澳洲體育協會 (Australian Institute of Sport)指出，長期補充維他命C及E是不建議的，運動員應多吃新鮮蔬果或全穀類來吸取足夠的維他命。而到目前為此還沒有一致的研究能證明額外補充維他命C及E對增强運動表現有著正面的影響。

維他命A及D
現在還未有足夠的研究證明來確定維他命A及D對運動表現的重要及有效性。而過量補充維他命A及D能導致中毒，運動員在服用補充劑前應向醫生或註冊營養師查詢，但一般建議運動員每天不宜攝取多於每日建議量10倍的維他命A(視黃醇-Retinol)及維他命D。