प्रारंभिक प्रेक्षणों से प्राप्त विचार कि विटामिन पूरक स्टेम के माध्यम से कैंसर की रोकथाम की जा सकती है, मानव रोगों को विटामिनों की कमी से सम्बंधित करता है, जैसे प्राणाशी रक्ताल्पता विटामिन B12 की कमी से सम्बंधित होता है और स्कर्वी विटामिन सी की कमी से सम्बंधित होता है।

यह व्यापक रूप से कैंसर के साथ सही साबित नहीं हुआ है और व्यापक रूप से विटामिन अनुपूरण कैंसर की रोकथाम में प्रभावी नहीं साबित नहीं हुआ है।

भोजन के कैंसर से लड़ने वाले अवयव पहले की तुलना में अब अधिक असंख्य और विविध माने जाते हैं, अतः अब रोगियों को ज़्यादा से ज़्यादा स्वास्थ्य लाभ के लिए बड़े पैमाने पर ताजा, अप्रसंस्कृत फल और सब्जियों के उपभोग की सलाह दी जाती है।

महामारी विज्ञान के अध्ययन दर्शाते हैं कि विटामिन D की कमी कैंसर के जोखिम के बढ़ने से सम्बंधित है। हालांकि, इस तरह के अध्ययनों के परिणाम सावधानी से उपचारित किये जाने चाहिए, क्योंकि वे यह नहीं दर्शा सकते कि दो कारकों के बीच सम्बन्ध का अर्थ है कि एक दूसरे का कारण है ("अर्थात" सम्बन्ध कारण की और संकेत नहीं करता है) यह संभावना कि विटामिन D कैंसर से रक्षा करता है, इस तथ्य के विपरीत है कि धुप के संपर्क में रहने पर दुर्दमता का जोखिम बढ़ जाता है।

सूर्य के संपर्क में रहने से मनुष्य में विटामिन D के प्राकृतिक उत्पादन में वृद्धि हो जाती है, कुछ कैंसर अनुसंधानकर्ताओं ने तर्क दिया है कि सूर्य के संपर्क में रहने वाली त्वचा में अतिरिक्त विटामिन D संश्लेषण के कैंसर निवारणीय प्रभाव के तुलना में दुर्दमता के प्रभाव के बढ़ने की संभावना अधिक हानिकर होती है। 2002 में, डॉ॰ विलियम बी ग्रांट ने दावा किया कि अमेरिका में सालाना 23,800 समयपूर्व कैंसर मौतों का कारण है अपर्याप्त UVB के संपर्क में रहना (जाहिर तौर पर विटामिन D की कमी). यह संख्या मेलेनोमा या स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा के कारण हुई 8800 मौतों से कम है, इसलिए कुल मिलाकर सूर्य के संपर्क में रहना लाभकारी ही है।

एक अन्य शोध समूह अनुमान है कि संयुक्त राज्य अमेरिका में 50,000-63,000 और ब्रिटेन में 19,000- 25,000 व्यक्ति विटामिन D की कमी के कारण प्रतिवर्ष समय पूर्व कैंसर से मर जाते हैं।

बीटा कैरोटीन का मामला यद्रिच्चिक नैदानिक परीक्षणों के महत्त्व का एक उदाहरण देता है। आहार और सीरम के स्तरों पर अध्ययन करने वाले महामारी विज्ञानीयों के अनुसार विटामिन A के पूर्ववर्ती बीटा कैरोटीन के उच्च स्तर, एक सुरक्षात्मक प्रभाव से, सम्बंधित हैं जो कैंसर के जोखिम को कम करते हैं। यह प्रभाव विशेष रूप से फेफड़ों के कैंसर में अधिक प्रबल है। इस परिकल्पना के आधार पर 1980 और 1990 के दशकों के दौरान फ़िनलैंड और संयुक्त राज्य अमेरिका में कई नैदानिक परीक्षण एक श्रृंखला में किए गए।

इस अध्ययन में 80,000 धूम्रपान करने वालों या पूर्व धूम्रपान वालों को प्लेसबो या बीटा-केरोटीन का दैनिक पूरक आहार उपलब्ध कराया गया।

उम्मीद के विपरीत, इस परीक्षण के दौरान दिए गए बीटा केरोटीन के पूरक आहार ने फुफ्फुस कैंसर की घटनाओं या मृत्यु दर को कम करने में कोई भूमिका नहीं निभायी. 
वास्तव में, बीटा कैरोटीन, के द्वारा फेफड़ों के कैंसर का खतरा बहुत अधिक नहीं लेकिन बहुत कम "बढ़ा", इसने प्रारंभिक अध्ययन को यहीं पर समाप्त कर दिया। 

जर्नल ऑफ अमेरिकन मेडिकल एसोसिएशन (JAMA) की 2007 में दी गई रिपोर्ट के परिणाम सूचित करते हैं कि फोलिक अम्ल के पूरक आहार बड़ी आँत के कैंसर को रोकने में प्रभावी नहीं हैं और फोलेट का उपभोग करने वालों में बड़ी आँत के पोलिप के बनने की संभावना अधिक होती है।

उत्परिवर्तन: रासायनिक कर्सिनोजन (कर्कट पैदा करने वाले कारक)
अधि-अनुवांशिकी
पूरक और वैकल्पिक
विटामिन