维生素的化学结构各不相同，性质特点也区别很大，无法按一般的方法进行分类。
维生素刚被认识时，人们发现有一些维生素能溶解于水，而另一些却不溶于水。科学家根据维生素的溶解性将其分为脂溶性维生素、水溶性维生素以及类维生素物质三大类：
脂溶性维生素
主要有维生素A、维生素 D、维生素E及维生素K。
水溶性维生素
主要有B族维生素及维生素C。B族维生素包括8种水溶性维生素，即维生素B1、维生素B2、维生素B3 （泛酸、遍多酸）、维生素B6、烟酸（维生素PP、尼克酸）、生物素、叶酸和维生素B12。
维生素物质
机体内存在的一些物质，尽管不是真正的维生素类，但它们所具有的生物活性却非常类似维生素，因此把它们列入复合维生素B族这一类中，通常称它们为“类维生素物质”。其中包括：胆碱、生物类黄酮（维生素P）、肉毒碱（维生素BT）、辅酶Q（泛醌）、肌醇、维生素B17 （苦杏仁苷）、硫辛酸、对氨基酸苯甲酸（PABA）、维生素B15 （潘氨酸）等。