לויטמין D קולטנים כמעט בכל תא בגוף, עובדה המעידה על השפעותיו הבריאותיות הנרחבות בהקשר של בריאות העצם, השמירה על לחץ דם תקין ותפקוד עצב-שריר, כחלק ממנגנון הבקרה על חלוקה והתמיינות של תאים, והשתתפותו במנגנון האינסולין וויסות רמות הסוכר בדם, כך לפי מחקרים.
תיסוף של ויטמין D מוביל לירידה בשיעור שברים כתוצאה מאוסטיאופורוזיס, שיפור השפעת הטיפול התרופתי באוסטיאופורוזיס וכן למניעת חולשת שרירים, שיפור היציבה והפחתת נפילות בקשישים כפי שנבדק מחקרית. מחסור בויטמין D מקושר באופן מובהק בעלייה בפעילות אוטואימונית ובירידה בעמידות הגוף לזיהומים.