甲基鈷胺（mecobalamin，MeCbl，或MeB12）是一種鈷胺，是維生素B12的一種形式。它與氰鈷胺的不同之處在于，鈷的氰基被一個甲基所取代。甲基鈷胺的特點是有一個八面體的鈷(III)中心，可以得到鮮紅色的晶體。從配位化學的角度來看，甲基鈷胺作為含有金屬-烷基鍵的化合物的一個罕見的例子而值得注意。鎳-甲基中間體已被提議用于甲烷生成的最后一步。甲基鈷胺在生理上相當于維生素B12，可用于預防或治療因缺乏維生素B12攝入而產生的病癥（維生素B12缺乏癥）。甲基鈷胺還可用于治療周圍神經病變、糖尿病神經病變，并作為肌萎縮性側索硬化癥的初步治療。攝入的甲基鈷胺并不直接用作輔助因子，而是首先由MMACHC轉化為鈷（II）胺。隨后，鈷(II)胺被轉化為其他兩種形式，即腺苷鈷胺和甲基鈷胺，作為輔助因子使用。也就是說，甲基鈷胺首先被去烷基化，然后被再生。根據一位作者的說法，用羥鈷胺或氰鈷胺或腺苷鈷胺和甲基鈷胺的組合來治療維生素B12缺乏癥是很重要的，而不是單用甲基鈷胺。

甲基鈷胺可以在實驗室中通過在堿性溶液中用硼氫化鈉還原氰鈷胺，然后再加入甲基碘來生產。

這種維生素與腺苷鈷胺一起，是維生素B12依賴性酶使用的兩種活性輔酶之一，是5-甲基四氫葉酸-高半胱氨酸甲基轉移酶（MTR）使用的特定維生素B12形式，也被稱為蛋氨酸合成酶。甲基鈷胺參與Wood-Ljungdahl途徑，這是一些生物體利用二氧化碳作為其有機化合物來源的一種途徑。在這一途徑中，甲基鈷胺提供甲基，與一氧化碳（來自于二氧化碳）結合，產生乙酰CoA。乙酰-CoA是乙酸的衍生物，可根據生物體的需要轉化為更復雜的分子。

甲基鈷胺是由一些細菌產生的。它在環境中發揮著重要作用。在環境中，它負責對某些重金屬進行生物甲基化處理。例如，劇毒的甲基汞是由甲基鈷胺的作用產生的。在這個作用中，甲基鈷胺作為CH3+的來源。缺乏鈷胺可導致巨細胞性貧血和脊髓亞急性聯合變性。