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Poucos alimentos naturalmente contêm vitamina D, sendo a síntese através da pele a maior fonte natural. A vitamina D ajuda na absorção intestinal de cálcio e fósforo da dieta, suprime a liberação do hormônio da paratireoide, que causa a reabsorção óssea. Através dessas ações, ela mantém os níveis de cálcio e fosfato no sangue dentro de uma faixa normal, promovendo a saúde dos ossos. Doenças ósseas graves causadas por deficiência severa de vitamina D são atualmente incomuns, exceto em populações com exposição muito baixa ao sol, com falta de alimentos fortificados com esta vitamina ou em pessoas portadoras de doenças que causam má absorção intestinal.

Já a hipovitaminose D subclínica, que é a encontrada em pessoas com dosagem de vitamina D abaixo de 20 ng/mL no sangue é muito comum. Em uma pesquisa do National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) de 2005 a 2006, 41,6% dos participantes acima de 20 anos de idade tinham vitamina D abaixo desse nível, que pode contribuir para o desenvolvimento de osteoporose e acarreta um maior risco de fraturas e de quedas nos idosos. E esses eventos respondem por uma alta taxa de mortalidade.

A vitamina D pode também regular muitas funções celulares no nosso organismo, atuando beneficamente nas funções musculares e imunológicas, sendo que, nestas áreas, os seus efeitos ainda não são bem conhecidos e necessitam mais estudos. Os estoques de vitamina D no organismo variam com a idade e com as estações do ano, podendo haver uma maior ou menor necessidade de reposição. A quantidade de luz solar necessária para sintetizar doses adequadas varia dependendo da idade, cor da pele, tempo de exposição ao sol e problemas médicos subjacentes.

A produção de vitamina D na pele vai diminuindo com a idade e, além disso, as pessoas com pele mais escura necessitam de maior tempo de exposição ao sol para produzir quantidades adequadas de vitamina D, especialmente no inverno, quando os raios ultravioleta são menos intensos. Processos inflamatórios, algumas medicações e o índice de gordura corporal também têm influência no nível de vitamina D no sangue. Uma outra fonte desta vitamina é através dos poucos alimentos que a possuem, como peixes gordurosos, ovos, alimentos industrializados como leite em pó e cereais.