维生素D3是在身体的皮肤中产生，但要运往靶器官才能发挥生理作用，故认为维生素D3实质上是一种激素。由于从膳食或由皮肤合成维生素D没有生理活性，必须到其他部位激活才具有生理作用，即它们是有活性作用维生素D的前体，又称为激素原（prohormone)。
在某些特定条件下
如工作或居住在日照不足
空气污染（阻碍紫外线照射）的地区
维生素D必须由膳食供给
才成为一种真正意义上的维生素
故又认为维生素D3是条件性维生素
生理功能5-(OH)2-D3(或D2)是维生素D的活性形式，作用于小肠、肾、骨等靶器官，参与维持细胞内、外的钙浓度，以及钙磷代谢的调节；此外，它还作用于其他很多器官，如心脏、肌肉、大脑、造血和免疫器官，参与细胞代谢或分化的调节。
促进小肠对钙吸收的转运
促进肾小管对钙、磷的重吸收
对骨细胞呈现多种作用当血液中钙浓度降低时，1,25-(OH)2-D3动员骨组织中的钙和磷释放入血液，以维持正常的血钙浓度。
通过维生素D内分泌系统调节血钙平衡
参与机体多种功能的调节维生素D具有激素的功能，通过VDR调节生长发育、细胞分化、免疫、炎性反应等功能。近年来大量研究发现机体低维生素D水平与高血压、部分肿瘤、糖尿病、心脑血管疾病、脂肪肝、低水平的炎性反应、自身免疫性疾病密切相关，也与部分传染病如结核和流感的发病相关。
缺乏维生素D缺乏导致肠道吸收钙、磷减少，肾小管对钙和磷的重吸收减少，影响骨钙化，造成骨骼和牙齿的矿物质异常。婴儿缺乏维生素D将引起佝偻病（rickets);成人，尤其是孕妇、乳母和老人，缺乏维生素D可使已成熟的骨骼脱钙而发生骨质软化症（osteomalacia)和骨质疏松症（osteoporosis).
（1)佝偻病：维生素D缺乏时，由于骨骼不能正常钙化，易引起骨骼变软和弯曲变形，如幼儿刚学会走路时，身体重量使下肢骨弯曲，形成“X”或“O”形腿，胸骨外凸（“鸡胸”）。肋骨与肋软骨连接处形成“肋骨串珠”。囟门闭合延迟、骨盆变窄和脊柱弯曲。由于腹部肌肉发育不良，易使腹部膨出。牙齿方面，出牙推迟，恒齿稀疏、凹陷、容易发生龋齿。（2)骨质软化症：成人（尤其是孕妇、乳母）和老人在缺乏维生素D和钙、磷时容易发生骨质软化症。主要表现为骨质软化，容易变形，孕妇骨盆变形可致难产。（3)骨质疏松症：老年人由于肝肾功能降低、胃肠吸收欠佳、户外活动减少，体内维生素D水平常常低于年轻人。骨质疏松症及其引起的骨折是威胁老年人健康的主要疾病之一。（4)手足痉挛症：缺乏维生素D导致钙吸收不足，可引起手足痉挛症。表现为肌肉痉挛、小腿抽筋、惊厥等。
由于暂时没有过量服用而产生副作用的情况，所以在这里不做描述。
以上材料均抄摘于第七版人民卫生出版社《营养与食品卫生学》
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