维生素是维持人体生命的要素，是保证机体生长发育、身体健康及日常活动不可缺少的营养物质。是人体自身不能合成和产生，必须从食物中摄取的微量营养素。人体对维生素的需要量很少，但又绝对不可缺少。肿瘤的发生与维生素的缺乏也存在一定的关系。
b族维生素与肿瘤。中国医学科学院和美国国立癌症研究所在中国河南林县进行了一项为期6年的随机、双盲、安慰剂对照营养干预研究。结果表明，至少90%的河南林县居民存在严重的b族维生素（特别是维生素b2和烟酸）和微量元素缺乏。进一步证实，维生素b2缺乏可导致亚硝胺的代谢改变，促进食管上皮增生，导致癌症发生。因此，这些物质的缺乏是食管癌和贲门癌的重要膳食因素。
维生素c与肿瘤。大量的调查资料提示，通过吃蔬菜和水果等膳食途径来增加维生素c的摄入量，可降低口腔癌和胃癌的发生率。其原因可能是维生素c阻止了胃内亚硝胺的合成，从而降低消化道恶性肿瘤的发生风险。研究证实，血清维生素c水平低的男性，恶性肿瘤总体死亡率显著增高。还有临床荟萃分析表明，膳食中高维生素c摄入可使乳腺癌的发生风险降低约20%。维生素d与乳腺癌。加拿大一项研究证实，诊断乳腺癌时，缺乏维生素d的患者，发生转移的危险增加94%，死亡危险增加73%。
叶酸与肿瘤。膳食中叶酸的摄入量减少，乳腺癌发病率升高。2001年，美国《国家健康和营养调查》结果显示，膳食中叶酸的摄入水平低的成年男性，发生结肠癌的风险增高，而足量叶酸可使成年男性发生结肠癌的风险下降约60%。
