在正常的饲养管理条件下，自然界中新鲜的植物性饲料都含有大量的维生素或足够的维生素前体。奶牛物质代谢中需要所有的维生素，但是所有的维生素不一定都要从日粮中供给。饲料中维生素的含量因饲料种类、加工、贮藏的条件不同，其含量变化较大。由于饲草品质较差、饲喂量不足，干草经阳光曝晒、雨淋，厩舍阴暗、阳光不足，饲喂大量玉米、青贮饲料等的影响，奶牛仍会发生维生素缺乏，特别是维生素A、维生素D、维生素E的缺乏。
1.脂溶性维生素
脂溶性维生素都可溶于脂类和常用的油脂溶剂，不溶于水。奶牛生理上需要脂溶性维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。一般情况下，奶牛都需要从日粮中获得维生素A和维生素E。维生素D必须在紫外线照射的条件下在皮下合成或从日粮中获得。瘤胃微生物合成足量的维生素K，可以满足除幼龄犊牛外的大多数奶牛的需要。奶牛很少有缺乏脂溶性维生素的情况。优质的饲草含有大量的维生素A前体物和维生素E。晒制的干草含有大量的维生素D。
另外，牛能在体内贮存足够的脂溶性维生素，可满足几个月的需要。
然而，饲喂较多青贮饲料或缺少阳光照射的高产奶牛，许多日粮中需要添加脂溶性维生素，以维持最适的健康状态和生产性能。
（1）维生素A。在绿色植物中富含类胡萝卜素。类胡萝卜素在消化道内经胡萝卜素分解酶的作用被消化吸收，并在肠细胞内和肝脏内转化为维生素A。维生素A具有多种生理作用，缺乏时可导致几种结果：一是夜盲症；二是上皮组织干燥和过度角质化，产生干眼病、失明、下痢、母牛流产、胎儿畸形、繁殖障碍等问题；三是幼犊生长缓慢，肌肉萎缩，骨骼厚度增加，运动失调，步态不稳和痉挛。虽然植物中不含维生素A，但含有维生素A原（胡萝卜素）。
幼嫩苜蓿、胡萝卜、甘薯、优质干草都含有丰富的胡萝卜素。添加化学合成的维生素A可以拌在饲料中，也可以肌肉注射。
（2）维生素D。植物中含有麦角固醇，动物机体内含有7-脱氢胆固醇，在日光和紫外线照射下可变为维生素D2和维生素D3。维生素D具有促进钙磷吸收和在骨骼中沉积的功能，当缺乏时可导致矿物质、钙、磷的代谢紊乱，影响奶牛骨骼的正常发育。维生素D食入量过多，易引起中毒，表现是由骨骼的钙化加速转变成溶骨现象加强，使骨骼疏松、骨密度降低而发生骨折。干草、鱼肝油、动物性饲料都含有较多的维生素D。对舍饲牛需补充维生素D，如果奶牛晒太阳的时间在6小时以上，就不需要在日粮内再补加维生素D。