维生素B12（或称维生素B-12）又称钴胺。它对大脑和神经系统的正常运作以及血液的形成有重要作用。它是八种B族维生素之一。

B12通常参与人体每个细胞的新陈代谢，特别是DNA的合成和调节，还包括脂肪酸和氨基酸的代谢。真菌、植物和动物（包括人类）都不能产生维生素B12。只有细菌和古生物才有合成维生素B12的酶，不过动物可以将维生素B12转化为它们需要的版本。

由于细菌共生，许多食物都是B12的天然来源。它是由草食动物的一些肠道菌群产生的。肉食动物当然是吃草食动物。此外，藻类和植物也从共生中得到它。所以，通过这样或那样的途径，动物必须从细菌（和古菌）中获得维生素B12。

维生素是最大、结构最复杂的维生素。它只有通过细菌发酵合成才能工业化生产。

维生素B12是一组化学相关的化合物，它们都具有维生素活性。它含有生物化学上稀有的元素钴，坐在一个叫科林环的环中心。在人体中，它能转化为人体的生理形态。

维生素B12的发现是由于它与恶性贫血的关系，恶性贫血是一种自身免疫性疾病。因为B12的吸收需要一种"内在因子"，缺乏它就会造成维生素B12缺乏。此后还发现了许多其他种类的维生素B12缺乏症。