一、是提高葉酸利用率，與葉酸一起合成甲硫氨酸（由高半胱氨酸合成）和膽堿，產生嘌呤和嘧啶的過程中合成氰鈷胺甲基先驅物質如甲基鈷胺和輔酶B12，參與許多重要化合物的甲基化過程。維生素B12缺乏時，從甲基四氫葉酸上轉移甲基基團的活動減少，使葉酸變成不能利用的形式，導致葉酸缺乏癥。
二、是維護神經髓鞘的代謝與功能。缺乏維生素B12時，可引起神經障礙、脊髓變性，并可引起嚴重的精神癥狀。維生素B12缺乏可導致周圍神經炎。小孩缺乏維生素B12的早期表現是情緒異常、表情呆滯、反應遲鈍，最后導致貧血。
三、是促進紅細胞的發育和成熟。將甲基丙二酰輔酶A轉化成琥珀酰輔酶A，參與三羧酸循環，其中琥珀酰輔酶A與血紅素的合成有關。
四、是維生素B12還參與脫氧核酸（DNA）的合成，脂肪、碳水化合物及蛋白質的代謝，增加核酸與蛋白質的合成。