Les vitamines liposolubles sont au nombre de quatre : A, D, E et K. Leur métabolisme est comparable à celui des lipides. Une fois libérées de leur matrice alimentaire dans l'estomac, elles sont absorbées dans l'intestin proximal (à l'exception des ménaquinones [vitamine K₂] qui sont absorbées dans le côlon), transportées au foie par la voie lymphatique et libérées dans la circulation générale pour rejoindre leurs tissus cibles où elles peuvent exercer leurs activités biologiques en se liant à des récepteurs nucléaires spécifiques dans le cas des vitamines A et D. Elles circulent liées à une protéine spécifique (vitamines A et D) ou bien aux lipoprotéines (vitamines E et K). Elles sont indispensables en raison de leurs rôles physiologiques multiples (vision, croissance, différenciation des épithéliums pour la vitamine A ; métabolisme phosphocalcique pour la vitamine D ; protection contre le stress oxydant pour la vitamine E ; coagulation pour la vitamine K). L'explosion des techniques de biologie moléculaire a permis d'élargir le champ de leurs fonctions. C'est ainsi que la vitamine D a des effets sur la différenciation de plusieurs types et sur la prolifération-différenciation de toute une série de cellules tumorales ; de même, la vitamine K pourrait jouer un rôle dans le processus de minéralisation osseuse. L'exploration du statut vitaminique montre qu'en France une fraction importante de la population présente une déficience en vitamine D. En ce qui concerne les trois autres vitamines, les états de déficience sont extrêmement rares (cas de la vitamine E) ou ne se rencontrent que dans des groupes à risques (prématurés, nouveau-nés pour la vitamine K, malabsorptions lipidiques). Un apport conseillé permettant de couvrir les besoins de la quasi-totalité de la population a été défini pour chaque vitamine en fonction du sexe, de l'âge et du niveau d'activité. De même, et en particulier pour les vitamines A et D, une limite de sécurité a été fixée du fait des risques d'hypervitaminose associés à la consommation de doses importantes.