Organizm ludzki traktuje większość witamin jak dobrze zaopatrzoną apteczkę; każda „butelka” pozostaje bezpiecznie przechowywana, dopóki nie będzie potrzebna jako katalizator lub nośnik innych niezbędnych chemikaliów. Tylko bardzo mała ilość witamin jest rzeczywiście potrzebna do utrzymania zdrowego organizmu, więc wszelkie nadmiary powinny być z czasem wydalane z organizmu. Niektóre witaminy, takie jak kompleks B i C, są uważane za rozpuszczalne w wodzie, co oznacza, że rozpuszczają się w krwiobiegu i ostatecznie zostaną wydalone przez drogi moczowe. Inne, takie jak A, D, E i K, są uważane za rozpuszczalne w tłuszczach, co oznacza, że będą przechowywane w komórkach tłuszczowych lub wątrobie i ostatecznie zostaną wydalone przez układ limfatyczny.
Istnieje wiele powodów, dla których witaminy są rozpuszczalne w wodzie lub tłuszczach, głównie ze względu na rolę, jaką pełnią w organizmie i charakter ich składu chemicznego. Witaminy rozpuszczalne w wodzie, takie jak kompleks B i C, są niezbędne do krótkoterminowych projektów, takich jak wzmacnianie układu nerwowego lub dostarczanie przeciwutleniaczy do naprawy komórek. Gdy organizm uzyska wystarczającą ilość witamin rozpuszczalnych w wodzie, aby wykonać bieżące zadania, nie ma potrzeby przechowywania pozostałej ilości. Nadmiar witaminy C i kompleksu B jest odfiltrowywany z krwiobiegu przez nerki i wydalany z moczem. Dlatego czasami trudniej, choć z pewnością nie jest to niemożliwe, przedawkować witaminy rozpuszczalne w wodzie niż witaminy rozpuszczalne w tłuszczach.
Z drugiej strony witaminy rozpuszczalne w tłuszczach są przetwarzane w inny sposób. Witaminy takie jak A, D, E i K zwykle przeżywają początkowy proces trawienia i dostają się do jelit, gdzie są wchłaniane i rozpuszczane przez komórki tłuszczowe zwane lipidami. Niektóre z tych lipidów magazynujących witaminy ostatecznie trafiają do wątroby lub innych złogów tłuszczu w celu długoterminowego przechowywania. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach pomagają innym chemikaliom i składnikom odżywczym wykonywać zadania, takie jak wchłanianie wapnia lub zastępowanie kolagenu. Organizm potrzebuje tylko niewielkiej ilości witamin rozpuszczalnych w tłuszczach, ale proces wydalania trwa znacznie dłużej. Komórki tłuszczowe muszą dosłownie stopić się, aby pozbyć się nadmiaru witamin rozpuszczalnych w tłuszczach, a uwolnione witaminy przechodzą powoli przez układ limfatyczny.
Możliwe jest spożywanie toksycznego poziomu witamin rozpuszczalnych w tłuszczach poprzez przedawkowanie suplementów lub długotrwałą niezrównoważoną dietę. Spożywanie zbyt wielu witamin rozpuszczalnych w wodzie, takich jak witamina C, może również powodować poważne problemy zdrowotne, ale witaminy te można szybko wyeliminować przez drogi moczowe. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach muszą być przechowywane w wątrobie, dopóki nie zostaną bezpiecznie zmetabolizowane, dlatego ważne jest, aby unikać przyjmowania ekstremalnych dawek witamin A, D, E lub K ze względu na ich rzekome korzyści zdrowotne. Organizm potrzebuje tylko śladowych ilości witamin rozpuszczalnych w tłuszczach, więc przedawkowanie może szybko stać się toksyczne.