Η βιταμίνη D είναι ο κυριότερος ρυθμιστής της ομοιόστασης του ασβεστίου. Πρόκειται για ένα λιποδιαλυτό σεκοστεροειδές που συντίθεται κυρίως στο δέρμα μετά από έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία ενώ σε μικρότερο ποσοστό προσλαμβάνεται με τις τροφές (εργοκαλσιφερόλη από τις φυτικές και χοληκαλσιφερόλη από τις ζωικές τροφές). Η εργοκαλσιφερόλη και η χοληκαλσιφερόλη έχουν παρόμοια βιολογική δραστηριότητα.
Φυτικές τροφές πλούσιες σε βιταμίνη D είναι μόνο ο κρόκος των αβγών, το συκώτι και τα παχιά ψάρια (σολομός, φρέσκος τόνος, σκουμπρί). Το γάλα, τόσο το μητρικό όσο και το αγελαδινό είναι πτωχά σε βιταμίνη D. Τροφές εμπλουτισμένες σε βιταμίνη D είναι τροποποιημένα βρεφικά γάλατα πρώτου και δευτέρου εξαμήνου, διάφορες παιδικές τροφές και μερικές μαργαρίνες.
Οι ημερήσιες ανάγκες σε βιταμίνη D ανέρχονται στα 5 μg για τα παιδιά και στα 10 μg στις εγκύους και τις θηλάζουσες μητέρες.
Ανεπάρκεια της βιταμίνης D προκαλεί ραχίτιδα στα μικρά παιδιά μία νόσο κατά την οποία τα παιδιά παρουσιάζουν χαμηλή οστική πυκνότητα ως αποτέλεσμα της χαμηλής απορρόφησης ασβεστίου απουσία επαρκούς ποσότητας καλσιτριόλης. Στους ενήλικους η ανεπάρκεια αυτή προκαλεί οστεομαλακία η οποία ισοδυναμεί με την παιδική ραχίτιδα. Οφείλεται στην απομετάλλωση του οστού και όχι στην αποτυχία εναπόθεσης ασβεστίου όπως συμβαίνει στη ραχίτιδα. Γυναίκες που εκτίθενται ελάχιστα στον ήλιο διατρέχουν μεγάλο κίνδυνο να εμφανίσουν οστεομαλακία, ιδιαίτερα εάν έχουν πολλές εγκυμοσύνες, λόγω των αυξημένων απαιτήσεων κατά την εγκυμοσύνη οι οποίες θα πρέπει να καλυφθούν με τα οριακά αποθέματα ασβεστίου του οργανισμού τους. Η οστεομαλακία παρουσιάζεται επίσης και στους ηλικιωμένους. Αυτό μπορεί να οφείλεται είτε εξαιτίας της ανεπαρκούς έκθεσης στον ήλιο είτε της μειωμένης ικανότητας του νεφρού να την μετατρέπει σε ενεργή μορφή με την πάροδο της ηλικίας.
Αν και η βιταμίνη D είναι απαραίτητη για την πρόληψη αλλά και θεραπεία της οστεομαλακίας στους ηλικιωμένους, υπάρχουν στοιχεία που δείχνουν ότι η χορήγηση της θεραπεύει ή προλαμβάνει την άλλη συνηθισμένη εκφυλιστική νόσο των οστών, την οστεοπόρωση, η οποία οφείλεται στην απώλεια της οστικής μήτρας, παρά σε αυξημένη απελευθέρωση ασβεστίου από τα οστά χωρίς αυτό να επιδρά στην οργανική μήτρα όπως συμβαίνει στην οστεομαλακία. Αποτέλεσμα της κατάστασης αυτής είναι το αρνητικό ισοζύγιο ασβεστίου και η απώλεια μεταλλικών αλάτων των οστών, κάτι που συμβαίνει δευτερογενώς λόγω της απώλειας της οργανικής μήτρας και της προοδευτικής απώλειας οιστρογόνων και ανδρογόνων παρά λόγω αποτυχίας του συστήματος της βιταμίνης D. Γι΄ αυτό και στους ηλικιωμένους η ημερήσια πρόσληψη βιταμίνης D είναι μεγαλύτερη της συνιστώμενης λόγω της πρόληψης της μείωσης της οστικής μάζας.