A vitamina D é, na verdade, um dos hormônios (ou precursor hormonal, mais exatamente) mais antigos de que o homem tem registro, sendo sua existência estimada em 750 milhões de anos. As duas formas são: ergocalciferol, ou vitamina D2, que está presente em plantas e alguns peixes; e colecalciferol, ou vitamina D3, que é sintetizada na pele através da exposição solar a partir da via fotoconversão da pró-vitamina D3 em pré-vitamina D3, que é convertida no fígado em 25-hidroxivitamina D3, que é a maior forma de vitamina D. Nos rins, é convertida em 1,25-di-hidroxivitamina D3, que é 10 vezes mais potente que a vitamina D3, e em 24, 25-di-hidroxivitamina D3, que parece exercer funções fisiológicas, que necessitam ser melhor pesquisadas.
Uma das principais funções da vitamina D é atuar no metabolismo do cálcio, pois sua forma ativa (1,25 (OH)2D) estimula a transcrição gênica dos receptores de ligação do cálcio e da osteocalcina, além disso, estimula a absorção de cálcio, diminui a secreção de PTH, a reabsorção óssea e a atividade dos osteoblastos. Também, age na redução da produção de colágeno tipo I, possui influência na função muscular, estimula a diferenciação celular e o sistema imune e age influenciando a secreção de insulina.