维生素是奶牛维持正常生产性能和健康所必须的营养物质。奶牛瘤胃微生物可合成大量B族维生素，能满足自身需要，B族维生素能提高奶牛的生产性能、改善乳质、增强免疫机能、繁殖功能，维生素A维持正常的视觉、上皮组织、骨骼生长发育、脑脊髓液压、皮质酮的合成；维生素D促进肠道钙和磷的吸收，促进骨的钙化；维生素E能增强奶牛的繁殖机能。烟酸可促进瘤胃微生物合成蛋白质，硫胺素(Ⅶ。)维护奶牛中枢神经系统，维生素B12维持奶牛的正常营养。

维生素A来源于胡萝卜、甜菜、植物中的一胡萝卜素等，当维生素A缺乏时，牛采食量下降、消瘦、被毛粗乱、上皮细胞粘膜退化出现干眼病、夜盲症、流产或死胎。

维生素D，以维生素D2和D3有营养意义。维生素D2存在于植物及酵母中的D2元(麦角固醇)经紫外线照射而成；D3是家畜皮肤无活性的D3元(T一脱氢胆固醇)经日光紫外线照射后的产物。缺乏维生素D会影响畜体钙磷代谢，导致幼畜佝偻症，呈现关节肿大，步态不稳，食欲不振，四肢僵直，背部拱起，以及怀孕母牛产死胎。

维生素E公牛缺乏维生素E时，睾丸生殖上皮变性，母牛缺乏会影响发情和怀胎，犊牛缺乏可导致心脏萎缩变性，突然死亡和溶血性贫血。正常情况下不会发生维生素E缺乏。