在血漿中,維生素B 12以輔酶 - 甲基鈷胺素和5'-脫氧腺苷鈷胺素的形式存在。甲基鈷胺素對於確保正常的造血作用是必需的,即合成作為DNA一部分的胸苷磷酸單酯和形成四氫葉酸。違反形成當維生素B的胸苷缺陷12的結果中DNA合成的破壞,減緩造血細胞(伸長率相S),這導致巨幼細胞造血成熟的正常過程。不僅紅細胞生成受損,還有粒細胞和血小板生成。因此,在維生素B缺乏造血障礙的基礎12是機構延遲正常細胞成熟。5'-脫氧腺苷鈷胺素參與甲基丙二酸(脂肪酸代謝的中間產物)向琥珀酸的代謝。由於缺乏維生素B 12,甲基丙二酸的血液含量增加,並出現在尿液中。
鈷胺素缺乏導致神經系統疾病,由於大腦和脊髓及周圍神經中灰質的斑點脫髓鞘。脫髓鞘病因尚不完全清楚。也許甲基丙二酰輔酶A變位酶的抑制抑制含有奇數個碳原子的脂肪酸的代謝,導致將異常脂肪酸引入髓磷脂。這些異常酸在鈷胺素缺乏症患者中通過周圍神經活檢進行檢測。由於含有膽鹼的磷脂的產生中斷,甲硫氨酸缺乏可能促進神經疾病的出現。