维生素B12缺乏可能是饮食中含量不足所引起，也可能是由于人体的“内源因了”受阻使得维生素B12无法被吸收利用。缺乏维生素B12的典型症状是恶性贫血。 

在恶性贫血病中，特有的症状是异常巨大的红细胞、脸色蜡黄、厌食、呼吸困难、延长出血时间、腹部不适、体重下降、舌炎、步态不稳和神经紊乱 ，包括四肢强直、过敏和精神抑郁。以前患该病者无药可救，必死无疑。后来发现维生素B12后，才得以控制。

饮食中缺乏维生素B12，不一定就马上导致恶性贫血，也可出现下列症状：舌疮，虚弱，体重下降，背痛、四肢有刺痛感，神态呆滞及精神和其他神经失常。美国纽约的哥伦比亚大学和丹佛的科罗拉多大学的专家对323名缺乏维生素B12的人进行考察，发现其中将近半数的人（共141人）出现了程度不同的神经损伤及精神性症状。症状包括痴呆、抑郁、记忆障碍、平衡功能失调等，有的还有精神分裂症的表现。当医生给这些人补充维生素B12后，许多患者的精神性症状完全消失。

维生素B12可以提高叶酸的利用率，若缺乏维生素B12，则叶酸的利用受到影响。维生素B12缺乏还可导致周围神经炎。小孩缺乏维生素B12的早期表现是精神情绪异常、表情呆滞、少哭少闹、反应迟纯、爱睡觉、手足无意识运动或头与肢体颤动，最后导致贫血。

维生素B12是所有维生素中分子最大和最复杂的一种，但是人体对它的需要量也许是所有维生素中最少的一种，每天只需3微左右即可。过量的维生素B12也会产生副作用。有人报道注射维生素B12过多后可出现哮喘、荨麻疹、湿疹、药疹、面部浮肿、寒颤等过敏反应；也可发生神经兴奋、心前区痛和心悸等。有心绞痛的病人常能使病情加重或使发作次数增加。大量维生素B12也可导致叶酸缺乏。