主要有兩個：
①作為甲基轉移酶的輔因子，參與蛋氨酸、胸腺嘧啶等的合成，如使甲基四氫葉酸轉變為四氫葉酸而將甲基轉移給甲基受體（如同型半胱氨酸），使甲基受體成為甲基衍生物（如甲硫氨酸即甲基同型半胱氨酸），反應如圖所示。因此維生素B12可促進蛋白質的生物合成，缺乏時影響嬰幼兒的生長發育。
②保護葉酸在細胞內的轉移和貯存。維生素B12缺乏時，人類紅細胞葉酸含量低，肝臟貯存的葉酸降低，這可能與維生素B12缺乏，造成甲基從同型半胱氨酸向甲硫氨酸轉移困難有關，甲基在細胞內聚集，損害了四氫葉酸在細胞內的貯存，因為四氫葉酸同甲基結合成甲基四氫葉酸的傾向強，后者合成多聚谷氨酸。