人間の体には約60兆個（最近は37兆個ともいわれています）の細胞があり、心臓や骨、脳、皮膚、血液などいろいろな組織をつくって、体温の維持や活動エネルギーの産生、細胞の合成・分解といったさまざまな生命活動を行っています。この生命活動の主な材料となるのが三大栄養素とミネラルで、これらの栄養素を化学反応させるために欠かせない触媒のような役割を持つのがビタミンです。量的には少ないものですが、単独での働きのほか、他の栄養素と関連して生命維持に深く関わっています。
ビタミンの多くは体内で合成できず、食事から摂取しなければなりません。ビタミンが不足すると体内の化学反応が順調に行われなくなり、体の調子が悪くなったり、病気になったり、成長期には十分な成長ができなくなることもあります。
ビタミンは20種類以上が知られていますが、「日本人の食事摂取基準」では13種類に摂取基準が設けられました。13種類のうち、水に溶けやすい「水溶性ビタミン」が9種類、油に溶けやすい「脂溶性ビタミン」が4種類あります。これらのうち、牛乳に含まれているものについて、その働きの概要を紹介します。

ビタミンB₂は別名「成長ビタミン」といわれ、小学生の1日あたりの推奨量に対し、牛乳200mLで約20％を補うことができます。
舌や唇、皮膚、眼の健康にも関係し、運動能力を高めることが知られています。不足すると脂漏性皮膚炎や口角炎、眼性疲労などの症状につながるため、最近では「美容ビタミン」とも呼ばれます。成長期の子ども、また美容が気になる方に大切なビタミンです。

ビタミンB₁₂はコバルトを含むビタミンの総称で、造血に重要な役割を果たしています。野菜や果実など植物性食品には含まれておらず、肉や魚、卵、乳製品など動物性食品からしか摂ることができません。牛乳200mLには、成長期の1日あたりの推奨量に対し、25～50％近くを補えるほど多く含まれています。
ビタミンB₁₂は緑黄色野菜などに多く含まれる葉酸と協力して、赤血球のヘモグロビンの合成を促進したり、DNA（遺伝子）の主成分である核酸の合成に関与していることが知られています。
ビタミンB₁₂の不足は、赤血球の生産異常などを起こすことにつながります。赤血球中のヘモグロビンは酸素を体内全体に運ぶ役割をしているため、体内のエネルギー生産が十分にできなくなることの原因になります。
また、神経とも関係が深いといわれ、末梢神経の修復や中枢神経の脳にも関係することが知られており、記憶力や精神のバランスにも関与すると考えられています。

パントテン酸の名は「広くどこにでもある」という意味のギリシャ語に由来し、通常の食事では不足することは少ないといわれています。
牛乳にも多く含まれるビタミンで、その働きは三大栄養素のエネルギー産生に関与しているほか、副甲状腺ホルモンの合成に関与して、ストレスヘの抵抗力をつけることが知られています。
日本人の食生活では、エネルギーの半分以上が穀類などを中心とした炭水化物です。炭水化物の分解に伴うエネルギー生産には主にビタミンB1が補酵素として働きますが、この働きにパントテン酸が深く関わっています。
この他、善玉のHDLコレステロールを増やす働きや免疫抗体の生産、自律神経伝達物質（アセチルコリン）の生産に関わる働きもあります。
現代は大人だけでなく、成長期の子どもたちもストレスの多い生活環境にあり、パントテン酸が多く必要になります。また、炭水化物は体全体の主要なエネルギー源であるとともに、ぶどう糖は脳には唯一のエネルギー源となるため、パントテン酸とビタミンB1は成長期に欠かせないビタミンです。

ビタミンB₁は牛乳、穀類や野菜、魚、肉類など多くの食品に含まれており、牛乳200mLには小学生の1日あたり推奨量に対し、約8％が含まれています。穀類の含有割合は、玄米を100とすると精白米では13と少なくなっています。
体内では炭水化物がぶどう糖として吸収された後、アポ酵素が働いてエネルギーを産生しますが、このときビタミンB₁やパントテン酸が補酵素として働きます。したがって、B₁が不足すると疲れやすく、食欲が減退したり、成長や神経の働きなどに関係するとされています。嗜好飲料を摂りすぎる最近の傾向から、成長期の子どもや若い人にB₁不足が見られるといわれています。
人体を構成する細胞の多くはエネルギーの自己発電機能を持っており、炭水化物のぶどう糖、脂質の脂肪酸、たんぱく質のアミノ酸の3つを発電用の原料にしています。この原料からエネルギーを生み出すのにいろいろな酵素が関わります。酵素の働きを促進する補酵素の役割を持つのは、水溶性ビタミンB群（B₁、B₂、ナイアシン、B₆、パントテン酸、ビオチン、葉酸、B₁₂）の8種類です。これらB群は、体内でお互いが関連し合いながら働いています。水溶性ビタミンは、摂りすぎても尿中に排泄されます。
ビタミンB₆はアミノ酸の合成・分解の補酵素、成長や皮膚、歯、髪の健康維持に関与、神経細胞の興奮抑制に関与などの働きがあります。
葉酸は、細胞の遺伝情報が詰まったDNA（デオキシリボ核酸）の合成に補酵素として働きます。細胞増殖の盛んな胎児の健全な発育のために特に重要です。また、正常な赤血球の生成を助けることで貧血予防に役立ちます。
ナイアシンは、炭水化物や脂質、たんぱく質からのエネルギー産生に重要な働きをしています。欠乏すると皮膚炎や下痢、脳神経障害（ペラグラ）を引き起こしますが、いろいろな食品に含まれているため、摂取不足の心配はほとんどないと考えられます。

ビタミンCには、コラーゲン（骨を含めた細胞と細胞の結合組織の主成分のたんぱく質）の生成促進や、アミノ酸や副腎皮質ホルモンの生成、鉄や銅の吸収、ヘモグロビンの合成を促進する働きがあります。
また、ビタミンA、Eとともに活性酸素（体を酸化させ老化などを早める物質）に対する抗酸化ビタミンとしての働きや、免疫力を高める働き、しみのもととなるメラニン色素の生成を抑える働きなどが知られています。