Organizmus získava vitamín B12 výlučne zo živočíšnej potravy, ako je mäso, vajcia a mlieko. Vitamín B12 potrebuje na absorpciu vnútorný faktor, je to proteín vylučovaný parietálnymi (povrchovými) bunkami v sliznici žalúdka. Vitamín B12 a vnútorný faktor tvoria komplex, ktorý sa spojí s receptormi v sliznici čreva, kde proteíny známe ako transkobalamíny transportujú vitamín B12 z buniek sliznice do krvi a tkanív. Väčšina vitamínu B12 je uložená v pečeni, ako aj v kostnej dreni a iných tkanivách. Deficit Vitamínu B12 sa zistí pri neurologických abnormalitách, pri zvýšenej exkrécii kyseliny methylmalónovej.
Narušená syntéza DNA spojená s deficitom vitamínu B12 spôsobuje makrocytové anémie. Tieto anémie sú charakteristické abnormálnym dozrievaním prekurzorov erytrocytov v kostnej dreni, čo má za následok prítomnosť megaloblastov a zníženú životnosť erytrocytov. Perniciózna (zhubná) anémia je makrocytická anémia spôsobená deficitom vitamínu B12, ktorý je zapríčinený tým, že chýba vnútorný faktor. Nízky príjem vitamínu B12, gastrektómia, ochorenia tenkého čreva, malabsorpcia a deficit transkobalamínov môžu tiež zapríčiniť deficit vitamínu B12.
