ویتامین D گروهی از ویتامین‌های محلول در چربی هستند، که باعث افزایش میزان جذب کلسیم، فسفات و منیزیم در روده می‌شوند و از این طریق، بر رشد و استحکام استخوان‌ها کمک می‌کنند. مهم‌ترین انواع ویتامین دی در بدن انسان، ویتامین دی3 یا کوله‌کلسیفرول و ویتامین دی2 یا ارگوکَلسیفرول هستند.

ویتامین D از این نظر منحصر به فرد است که در صورت قرار گرفتن شخص در معرض نور خورشید و طبیعی بودن عملکرد کبد و کلیه، بدن می تواند تمام ویتامین D مورد نیاز خود را بسازد. این فرآیند در کبد شروع می شود، که کلسترول را به 7-دهیدروکلسترول که یک پیش سازاست تبدیل می کند.

نور خورشید روی پوست 7-دهیدرکلسترول را به کوله کلسیفرول تبدیل می کند که به عنوان ویتامین D3 نیز شناخته می شود، یک پروهورمون. چه در پوست سنتز شود و چه از غذا، کوله کلسیفرول از طریق مجموعه ای از واکنش های مربوط به کبد و کلیه ها به شکل فعال ویتامین یعنی  D (1,25)دی هیدروکسی ویتامین D3 تبدیل می شود. از آنجا که می توان آن را به صورت درون زا سنتز کرد، ویتامین D یک ماده مغذی ضروری نیست.

یکی دیگر از ویژگی های متمایز ویتامین D این است که مانند یک هورمون عمل می کند زیرا در یک قسمت از بدن (پوست) سنتز می شود و فعالیت های عملکردی را در جای دیگر (مانند دستگاه گوارش، استخوان ها، کلیه ها) از طریق گیرنده های ویتامین D تحریک می کند. وظیفه اصلی ویتامین D حفظ غلظت طبیعی کلسیم و فسفر خون از طریق مکانیسم های زیر است.

  • تحریک جذب کلسیم و فسفر از دستگاه گوارش
  • دریافت کلسیم و فسفر از استخوان در صورت نیاز برای حفظ سطح سرمی طبیعی خون
  • تحریک کلیه ها برای حفظ کلسیم و فسفر

علاوه بر این تحقیقات نشان داده کمبود ویتامین D در سرطان، بیماری های خود ایمنی مثل ام اس، بیماری های قلبی عروقی و دیابت موثر است.

با 15 دقیقه پیاده روی روزانه زیر نور خورشید در شرایط بهینه می توان نیاز ویتامین D را تامین کرد. با این حال، میزان قابل توجهی از وضعیت کم ویتامین D در مطالعات بزرگسالان و کودکان سالم در ایالات متحده و سایر کشورها ثبت شده است. زمستان، زندگی در عرض های جغرافیایی شمالی، رنگدانه های تیره پوست، آلودگی هوا، لباس ها و افراد مسن با سنتز کم ویتامین D مرتبط هستند.

از آنجایی که بدن ویتامین D اضافی تولید شده از قرار گرفتن بیش از حد در معرض نور خورشید را از بین می برد، هرگز موردی از مسمومیت ویتامین D در اثر آفتاب زیاد گزارش نشده است.

ویتامین D2 (ارگوکلسیفرول) نسخه گیاهی ویتامین D است. ویتامین D3 (کوله کلسیفرول) یک نسخه حیوانی است. ویتامین D به طور طبیعی فقط در چند غذا وجود دارد: جگر، ماهی چرب و زرده تخم مرغ. غذاهای غنی شده منابع مهمی هستند مثل تمام شیرها، بیشتر غلات آماده، آب پرتقال و ماست.

میزان مورد نیازویتامین D 15 میکروگرم در روز (600 واحد بین‌المللی در روز) برای کودکان و بزرگسالان تا سن 70 سال و 20 میکروگرم در روز (800 واحد بین‌المللی در روز) برای بزرگسالان 71 سال و بالاتر است. کمبود ویتامین D در کودکان باعث راشیتیسم (وضعیتی که با شکل و ساختار غیر طبیعی استخوان مشخص می شود) و در بزرگسالان باعث استئومالسی (نرمی استخوان) می شود. کمبود آشکار ویتامین D باعث جذب ضعیف کلسیم  از روده می شود و منجر به کمبود کلسیم در خون خواهد شد که بدن با آزاد کردن کلسیم از استخوان ها آن را جبران می کند. کودکان در معرض خطر کمبود شدید ویتامین D هستند عبارتند از: نوزادانی که از شیر مادر تغذیه می‌کنند و مکمل‌های ویتامین D دریافت نمی‌کنند، به کودکانی که به جای شیر، نوشیدنی‌های سویا و برنج غنی‌شده داده می‌شود، و کودکانی که شیر را با نوشابه جایگزین می‌کنند.

در دوز های بالا این ویتامین سمی بوده و می تواند آسیب های جدی به بدن وارد بکند مثل سنگ کلیه، آسیب غیر قابل برگشت کلیه، ضعف ماهیچه ها و استخوان ها، خونریزی بیش از حد، کاهش اشتها، سردرد، تشنگی بیش از حد، کلسیفیکاسیون بافت های نرم (رگ های خونی، کلیه ها، قلب، ریه ها)، مرگ