Canxi được biết đến như một “chất dinh dưỡng cho xương” vì gần 99% canxi trong cơ thể người trưởng thành được chứa trong xương dưới dạng hydroxyapatite. Canxi trong thực phẩm như sữa và sữa chua chứa các chất dinh dưỡng quan trọng bao gồm vitamin D, protein, kali và magiê. Những thực phẩm này có thể được sử dụng giúp bảo vệ tình trạng xương. Tuy nhiên, trong số những người ăn thuần chay không sử dụng thực phẩm từ sữa, lượng canxi thấp là một vấn đề quan trọng cần quan tâm. Mặc dù một số loại rau có chứa canxi, bao gồm cả rau lá xanh và các loại đậu, nhưng canxi từ những nguồn này không có giá trị sinh học cao. Những người ăn chay trường có thể nhận được canxi từ đậu phụ, các sản phẩm đậu nành tăng cường, hoặc nước cam, nhưng cần phải chú ý cẩn thận để đảm bảo đủ lượng canxi.
Sau canxi, vitamin D (cholecalciferol) là chất dinh dưỡng tiếp theo được biết đến nhiều nhất để bảo vệ sức khỏe của xương. Vitamin D giúp tăng cường quá trình khoáng hóa và hình thành xương. Vitamin D thu được từ chế độ ăn uống dưới dạng cholecalciferol (vitamin D3) từ các nguồn động vật (chủ yếu từ cá béo, lòng đỏ trứng và sữa tăng cường) và ở mức độ thấp hơn nhiều như ergocalciferol (vitamin D2 ) từ các nguồn thực vật (đặc biệt là nấm đã được tiếp xúc với tia cực tím). Hầu hết các chế độ ăn chay đều chứa rất ít vitamin D. Vitamin D3 cũng được tổng hợp dễ từ 7-dehydrocholesterol khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời (UVB). Tuy nhiên, sự tổng hợp thấp vào mùa đông ở các vĩ độ cao hơn và việc tiếp xúc với ánh nắng mặt trời ngày càng bị hạn chế cùng với việc sử dụng rộng rãi điều hòa không khí và kem chống nắng. Những người ăn thuần chay có nguy cơ thiếu vitamin D cao, do đó việc lựa chọn thực phẩm để ăn là vô cùng quan trọng. Nhiều sản phẩm đậu nành cũng như nước cam và ngũ cốc ăn sáng hiện được tăng cường vitamin D và những sản phẩm này có thể bảo vệ chống lại sự thiếu hụt vitamin D. Tiếp xúc thường xuyên với ánh sáng mặt trời trong 10 phút trước khi thoa kem chống nắng là hữu ích. Tuy nhiên, những người ít tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và nguồn thực phẩm hạn chế cũng như người lớn tuổi, những người có hiệu quả sản xuất vitamin D trong da thấp hơn, có thể muốn xem xét việc sử dụng bổ sung vitamin D, đặc biệt là trong những tháng mùa đông.
Vitamin B-12 là một chất dinh dưỡng có nguy cơ cao đối với những người ăn thuần chay, vì nó hầu như chỉ có sẵn từ các sản phẩm động vật. Người ta ít biết rằng nó rất quan trọng để bảo vệ tình trạng xương. Ngoài tác động trực tiếp của vitamin B-12 lên tình trạng xương, vitamin B-12 thấp có thể dẫn đến tăng homocysteine, có liên quan độc lập với nguy cơ gãy xương, có thể do làm suy yếu liên kết chéo collagen. Những người ăn thuần chay đã được chứng minh là có lượng vitamin B-12 thấp hơn và nồng độ homocysteine cao hơn so với những người không ăn thuần chay. Những người ăn thuần chay có thể được khuyên dùng bổ sung vitamin B-12 để đảm bảo đủ chất.
Một chế độ ăn thuần chay với lượng trái cây và rau quả cao, bao gồm các sản phẩm từ đậu nành, cũng có xu hướng cung cấp lượng vitamin C, carotenoid, flavonoid và các chất dinh dưỡng thực vật khác cao hơn. Những chất dinh dưỡng chống oxy hóa và chống viêm gần đây đã được chứng minh là có tác dụng bảo vệ xương. Các sản phẩm từ đậu nành có chứa phytoestrogen, cũng có liên quan đến việc bảo vệ chống lại sự mất xương nhưng vẫn còn gây tranh cãi. Bằng chứng cho thấy rằng chế độ ăn giàu phytoestrogen có thể bảo vệ xương, nhưng cơ chế hoạt động vẫn chưa được chỉ ra một cách chắc chắn.