卡西米尔·冯克在阅读了荷兰病理学家克里斯蒂安·艾克曼关于食用糙米可以比食用精制白米的人减少患脚气病的可能的文献后，决定将糙米中的这一成分分离出来。1912年，他成功的分离出了治疗脚气病的有效成分。因为这中物质含有氨基，所以被他命名为vitamine，这是拉丁文的生命（Vita）和氨（-amin）缩写而创造的词，在中文中被译为维生素或维他命。后来他提取出的这种物质被称为硫胺或维生素B1。卡西米尔·冯克又发展了自己理论认为维生素还可以治疗佝偻病、糙皮病等。Vitamine现在被称为Vitamin，因为后来发现的维生素中很多并不含有氨基。

卡西米尔·冯克定义了当时存在的几种营养物质，维生素B1、维生素B2、维生素C及维生素D。他在1936年确定了硫胺的物质结构，后来又第一个分离出了烟酸（维生素B3）。

他还研究了激素、糖尿病、溃疡以及癌症。