La vitamina B12, o cianocobalamina, es un compuesto corrinoide complejo que contiene 4 anillos pirrólicos que rodean a un único átomo de cobalto. Los humanos obtenemos la vitamina B12 exclusivamente a partir de fuentes dietéticas de animales, como la carne, los huevos y la leche. La vitamina B12 requiere un factor intrínseco, una proteína segregada por las células parietales de la mucosa gástrica, por absorción. La vitamina B12 y el factor intrínseco forman un complejo que se acopla a los receptores de la mucosa ileal, donde las proteínas conocidas como transcobalaminas transportan la vitamina B12 desde las células de la mucosa hasta la sangre y los tejidos. La mayoría de la vitamina B12 se almacena en el hígado, así como en la médula ósea y en otros tejidos. La vitamina B12 y el folato son críticos en la síntesis normal del ADN, que a su vez afecta a la maduración de los eritrocitos. La vitamina B12 también es necesaria para la formación y el mantenimiento de la vaina de mielina. El cuerpo emplea sus reservas de B12 de forma muy económica, reabsorbiendo la vitamina B12 del íleon y devolviéndola al hígado de manera que se segrega muy poca. Los resultados clínicos y de laboratorio para la deficiencia de la B12 incluyen anormalidades neurológicas, niveles reducidos de suero B12 y elevada secreción de ácido metilmalónico. La síntesis deficiente de ADN asociada a la deficiencia de vitamina B12 causa anemias macrocíticas. Estas anemias se caracterizan por una maduración anormal de los precursores de eritrocitos en la médula ósea, que da como resultado la presencia de megaloblastos y una reducción de la supervivencia de los eritrocitos.
La anemia perniciosa es una anemia macrocítica causada por una deficiencia de vitamina B12 debida a la falta de factor intrínseco. Una baja ingesta de vitamina B12, gastrectomía, enfermedades del intestino delgado, mala absorción y deficiencia de transcobalamina también pueden causar deficiencias en la vitamina B12.