소장에서 수용성 소화액과 잘 섞이지 않으므로 지질과 마찬가지로 담즙에 의해 유화된 후 소장의 상피세포를 통해 흡수된다. 그러므로 지용성 비타민의 흡수를 돕기 위해서는 지방이 포함된 균형된 식사를 한 후 복용하는 것이 바람직하다. 

수용성 비타민과는 달리 혈액 내에서 그대로 운반되지 않고 운반체인 단백질과 결합해 필요한 조직으로 운반된다. 건강한 성인의 경우 지용성 비타민의 흡수율은 40~90%정도지만 낭포성 섬유증이나 만성소화장애 또는 과량 섭취시는 흡수율이 감소한다.