Vitamine sind lebensnotwendig. Man unterscheidet zwischen wasserlöslichen und fettlöslichen. Wasserlöslich – und für die Katze essenziell – sind die B-Vitamine (Thiamin, Riboflavin, Niacin, Pyridoxin, Kobalamin), Folsäure, Pantothensäure, Biotin, Cholin und Karnitin. Essenzielle fettlösliche Vitamine sind die Vitamine A, D, E und K. Eine ausreichende Versorgung ist notwendig, damit alle Organe ihre Funktion aufrechterhalten können, Hormonhaushalt und Stoffwechsel ausgeglichen sind und ein starkes Immunsystem aufgebaut werden kann. Unterversorgung führt in aller Regel zu dauerhaften und zum Teil schwerwiegenden Erkrankungen.

Bei der Bedarfsberechnung an Vitaminen muss – wie bei anderen Nährstoffen auch – berücksichtigt werden, dass viele Angaben auf wenigen und sehr lange zurückliegenden Untersuchungen beruhen. So wurde z. B. Angaben zum Vitamin-D-Bedarf nach neueren Untersuchungen auf die Hälfte der bisherigen Dosis reduziert. Beim Vitamin A gibt es sehr unterschiedliche Richtwerte, die durch Untersuchungen in der Fütterungspraxis nicht gestützt werden konnten. Deshalb wird mit Angaben, die etwa dem Bedarf anderer Tierarten entsprechen, gerechnet.

Ebenfalls zu berücksichtigen sind die verschiedenen Lebensphasen eines Tieres. Wachsende und tragende Tiere z. B. benötigen mehr Vitamine, Mineralstoffe und Proteine  für eine optimale Gesunderhaltung. Mit zunehmendem Alter und bei Erkrankung ist ebenfalls mit einem höheren Nährstoffbedarf zu rechnen.

Eine Überdosierung sollte in jedem Fall vermieden werden. Ein Zuviel an wasserlöslichen Vitaminen wird über den Urin ausgeschieden. Dennoch sind Schäden im Körper und an den Nieren durch die übermäßige Belastung möglich. Nierenschäden können auf der anderen Seite auch dazu führen, dass wasserlösliche Vitamine nicht im Körper gehalten werden, sondern über die notwendige Menge hinaus ausgeschieden werden, was einen Mangelzustand zur Folge hat. Ein Zuviel an fettlöslichen Vitaminen, die nicht – wie die wasserlöslichen Vitamine – über die Nieren ausgeschieden werden, sondern im Körper gespeichert sind, kann dauerhafte Schäden verursachen.

Der Bedarf an Vitaminen hängt außerdem noch mit dem Bedarf an anderen Nährstoffen zusammen, deren Wirkungen sich gegenseitig beeinflussen. So schützt z. B. Vitamin B6 Vitamin C vor dem Verlust über den Harn oder Vitamin E verhindert die oxidative Zerstörung von Vitamin A.

Im Gegensatz zu anderen Säugetieren weist die Katze einige Besonderheiten in der Verwertung der Vitamine auf. So benötigt sie kein Vitamin C, denn sie synthetisiert es selbst. Dagegen kann sie pflanzliche Karotine nicht in Vitamin A umwandeln und nicht oder nur in sehr geringem Maße Vitamin D3 mihilfe von ultravioletter Strahlung aus Cholesterol bilden. Beide Vitamine müssen mit Fütterung der entsprechenden tierischen Lebensmittel (etwa Leber für Vitamin A oder Lachs für Vitamin D3) zugeführt werden.