維生素是維持人體生命的要素，是保證機體生長髮育、身體健康及日常活動不可缺少的營養物質;是人體自身不能合成和產生，必須從食物中攝取的微量營養素。人體對維生素的需要量很少，但又絕對不可缺少。腫瘤的發生與維生素的缺乏也存在一定的關係。
B族維生素與腫瘤。中國醫學科學院和美國國立癌症研究所在中國河南林縣進行了一項爲期6年的隨機、雙盲、安慰劑對照營養干預研究。結果表明，至少90%的河南林縣居民存在嚴重的B族維生素（特別是維生素B2和煙酸）和微量元素缺乏。進一步證實，維生素B2缺乏可導致亞硝胺的代謝改變，促進食管上皮增生，導致癌症發生。因此，這些物質的缺乏是食管癌和賁門癌的重要膳食因素。
維生素C與腫瘤。大量的調查資料提示，通過吃蔬菜和水果等膳食途徑來增加維生素C的攝入量，可降低口腔癌和胃癌的發生率。其原因可能是維生素C阻止了胃內亞硝胺的合成，從而降低消化道惡性腫瘤的發生風險。研究證實，血清維生素C水平低的男性，惡性腫瘤總體死亡率顯著增高。還有臨牀薈萃分析表明，膳食中高維生素C攝入可使乳腺癌的發生風險降低約20%。
維生素D與乳腺癌。加拿大一項研究證實，診斷乳腺癌時，缺乏維生素D的患者，發生轉移的危險增加94%，死亡危險增加73%。
葉酸與腫瘤。膳食中葉酸的攝入量減少，乳腺癌發病率升高。2001年，美國《國家健康和營養調查》結果顯示，膳食中葉酸的攝入水平低的成年男性，發生結腸癌的風險增高，而足量葉酸可使成年男性發生結腸癌的風險下降約60%。
