Do vitamin A hòa tan trong chất béo, việc thải lượng dư thừa đã hấp thụ vào từ ăn uống là khó khăn hơn so với các vitamin hòa tan trong nước như các vitamin B và C (các vitamin tan trong nước khi dư thừa thì được cơ thể tự đào thải qua bài tiết hoặc tiêu hoá). Do vậy, quá liều có thể dẫn tới ngộ độc vitamin A. Nó có thể gây buồn nôn, vàng da, dị ứng, chứng biếng ăn, nôn mửa, nhìn mờ, đau đầu, tổn thương cơ và bụng, uể oải và thay đổi tính tình.

Ngộ độc cấp tính nói chung xảy ra ở liều 25.000 IU/kg, và ngộ độc kinh niên diễn ra ở 4.000 IU/kg mỗi ngày trong thời gian 6-15 tháng.[7] Tuy nhiên, ngộ độc ở gan có thể diễn ra ở các mức thấp tới 15.000 IU/ngày tới 1,4 triệu IU/ngày, với liều gây ngộ độc trung bình ngày là 120.000 IU/ngày. Ở những người có chức năng thận suy giảm thì 4.000 IU cũng có thể gây ra các tổn thương đáng kể. Việc uống nhiều rượu cũng có thể làm gia tăng độc tính.[8]

Trong các trường hợp kinh niên, rụng tóc, khô màng nhầy, sốt, mất ngủ, mệt mỏi, giảm cân, gãy xương, thiếu máu và tiêu chảy có thể là các triệu chứng hàng đầu gắn liền với ngộ độc ít nghiêm trọng.[9]

Các triệu chứng ngộ độc nói trên chỉ xảy ra với dạng tạo thành trước (retinoit) của vitamin A (chẳng hạn từ gan), còn các dạng caretonoit (như beta caroten trong cà rốt) không gây ra các triệu chứng như vậy.

Một nghiên cứu gần đây chỉ ra mối tương quan giữa tỷ trọng khoáng chất thấp của xương với lượng hấp thụ vitamin A cao.[10]