Punktem wyjścia dla wyodrębnienia antywitamin było stwierdzenie Woodsa z 1940 r., że kwas para-aminobenzoesowy znosi działanie bakteriobójcze sulfonamidów. W związku z tym Fildes wysunął hipotezę, że zahamowanie wzrostu bakterii przez sulfonamidy występuje z powodu podobieństwa strukturalnego z kwasem para-aminobenzoesowym. Na skutek tego podobieństwa zamiast niezbędnej witaminy ulega włączeniu do komórki nieużyteczna substancja i wskutek tego bakterie giną.
Ogólnie przyjmuje się, że antywitaminy są to substancje, które w jakiś sposób przeciwstawiają się biologicznemu działaniu witamin. Stąd do prawdziwych antywitamin nie zaliczamy substancji rozkładających witaminy (np. tiaminazy rozkładające tiaminę) ani blokujących witaminy (np. awidyny tworzącej trwały i nieczynny kompleks biotyno-awidynowy).