Pomiary stężenia witaminy B12 (kobalaminy, cyjanokobalaminy) wykonywane są w celu rozpoznania przyczyn niedokrwistości lub neuropatii, a także jako badanie kontrolne leczenia preparatami tej witaminy. Poziom witaminy B12 w krążeniu jest dobrym wskaźnikiem zapasu tkankowego: niski poziom B12 w surowicy/osoczu wskazuje na niedobór witaminy, prawidłowy lub podwyższony, wyklucza. Deficyt witaminy B12 pozostaje w związku z deficytem  kwasu foliowego w erytrocytach,  natomiast w surowicy niedoborowi  witaminy B12 zazwyczaj towarzyszy prawidłowe lub podniesione stężenie kwasu foliowego. Niedobory witaminy B12 rzadko wynikają z braków żywieniowych, częściej z zaburzeń wchłaniania w przewodzie pokarmowym. Nieprawidłowe wchłanianie może być spowodowane występowaniem autoprzeciwciał przeciwko czynnikowi wewnętrznemu Castle’a (IF) lub jego niedoborem (choroba Addisona i Biermera). Autoprzeciwciała przeciw czynnikowi wewnętrznemu są stwierdzane u ponad połowy chorych na anemię złośliwą. W przewodzie pokarmowym witamina B12 po uwolnieniu z pożywienia w żołądku jest wiązana przez białka transportowe i wchłaniana w jelicie krętym. W komórce nabłonka jelita następuje związanie witaminy B12 z transkobalaminą II, która jest głównym nośnikiem witaminy w krążeniu. Prawie całą wchłoniętą witamina B12 wychwytują z krwi żyły wrotnej hepatocyty, będące miejscem jej magazynowania i uwalniania zgodnie z zapotrzebowaniem organizmu.  Zapasy witaminy B12 pokrywają zapotrzebowanie nawet do 5 lat. 

Niedobór witaminy B12 może prowadzić do wystąpienia:

• anemii megaloblastycznej: zaburzenie syntezy DNA i RNA, wtórne do zaburzenia przemiany folianów, 
• neuropatii: demielinizacja w OUN z takimi objawami jak na przykład: piekący ból, utrata kontroli wydalania, osłabienie, paraliż, dezorientacja, demencja.

Niedobór witaminy B12 może być także związany z zapaleniem języka, utratą apetytu i masy ciała, wzdęciami, zaparciami, zaburzeniami psychicznymi i ograniczeniem płodności.