Simptomi prevelikega odmerjanja vitaminov so odvisni od tega, ali je določen vitamin topen v vodi ali maščobi, in se razlikujejo glede na odmerek in presnovo posameznika. Vodotopni vitamini, kot sta vitamin C in večina skupine B-kompleksa, lahko z izjemno visokimi odmerki povzročijo zdravstvene težave, vendar na splošno niso zelo strupeni, saj jih telo zlahka odstrani. Preveliko odmerjanje vitamina A povzroča vidne in nevrološke težave, zastrupitev z vitaminom E pa povzroča slabost in drisko. Preveliko odmerjanje vitamina D lahko hitro spremeni ravnotežje kalcija v telesu in celo povzroči nepravilen utrip srca.
Mehanizmi, ki povzročajo simptome prevelikega odmerjanja vitaminov, se razlikujejo, vendar na splošno vključujejo sistemske motnje normalne telesne presnove. Toksičnost vitaminov zaradi prevelikega odmerjanja se pogosteje zgodi zaradi vitaminov, topnih v maščobah, kot sta A in E, kot zaradi vodotopnih vitaminov, kot je vitamin C, deloma zato, ker so prvi shranjeni v telesu, kjer se kopičijo njihovi učinki. Vitamin C, ki presega 5,000 do 10,000 miligramov – odvisno od presnove posameznika – ima odvajalni učinek in lahko povzroči nekatere težave s prebavili. Simptomi prevelikega odmerjanja vitaminov zaradi toksičnosti večine vitaminov B so redki in na splošno blagi.
Simptomi prevelikega odmerjanja vitamina A se začnejo z zamegljenim vidom in nevrološkimi težavami, kot so epileptični napadi. Med takojšnjim nastopom toksičnosti lahko bolnika nenadoma prizadenejo simptomi migrene, kot sta slabost in občutljivost na svetlobo. Otroci, ki trpijo za hipervitamonizo A, imajo lahko sčasoma prezgodnje nastajanje kosti, imenovano zaprtje epifize, kar jim preprečuje pravilno rast. Kronični simptomi prevelikega odmerjanja vitaminov zaradi dolgotrajnega kopičenja vitamina A vključujejo kožne bolezni in izpadanje las.
Normalna presnova kalcija je odvisna od vnosa ali proizvodnje vitamina D. Če je presežek, lahko povzroči resne simptome prevelikega odmerjanja vitaminov, vključno z nenormalno visoko vsebnostjo kalcija v obtoku in motenim srčnim ritmom. Ker je ravnovesje kalcija pomemben element v električni regulaciji srca, se lahko srčni utrip poruši, če prevelik odmerek vitamina D poveča kalcij v obtoku. Običajno vitamin D proizvaja telo med izpostavljenostjo sončni svetlobi ali pa ga zaužijemo z določenimi živili. Nobena od teh metod vnosa ni nevarna in uživanje dodatkov pod 2,000 ie na dan za odrasle – 1,000 za otroke – velja za varno za preprečevanje prevelikega odmerjanja.
Vitamin E umirja normalno strukturo rdečih krvnih celic in pomaga delovanju živcev, ko pa doseže toksične ravni, so ta tkiva pogosto najbolj poškodovana. Pri bolnikih s prevelikimi odmerki vitamina E so ugotovili simptome akutne zastrupitve, vključno z gastrointestinalnimi stiskami zaradi krčev in driske ter dvojnim vidom. Odmerek vitamina E, ki presega 1,600 ie na dan, je povezan z dolgotrajnimi simptomi, kot je zmanjšana sposobnost krvnih celic za strjevanje, kar poveča tveganje za krvavitev. Preveliko odmerjanje je mogoče preprečiti tako, da se izogibate vnosu več kot 1,000 ie na dan na najvišji ravni.