تحقیقات نشان داده است که مصرف ویتامین D رابطه مستقیمی با سلامت استخوان ها، بهبود عملکرد عضلات قلب و ریه ها، سلامت اعصاب و روان، کاهش خطر ابتلاء به سرطان، کاهش علائم سندروم روده تحریک پذیر (مانند درد شکمی، التهاب، اسهال و یبوست)، بارداری سالم، پیشگیری از ابتلاء به آسم و آلرژی دارد.
مقادیر کم آن می‌تواند خطر ابتلاء به عفونت‌ها (به ویژه آنفولانزا)، افسردگی و اضطراب، کاهش تراکم استخوان، احتمال زوال عقل و حملات قلبی و عروقی را افزایش دهد.
جدی‌ترین عارضه کمبود ویتامین D، کمبود کلسیم خون، کمبود فسفات خون، نرمی استخوان در دوران کودکی، تغییر فرم پاها، درد‌های استخوانی، جعبه‌ای شدن فرم جمجمه و کوتاهی قد و پوکی استخوان است.
ویتامین D ناکافی غالبا با کاهش جذب کلسیم دستگاه گوارش، کاهش تراکم استخوان (پوکی استخوان) و در برخی موارد کاهش خفیف سطح کلسیم خون، افزایش هورمون پاراتیروئید همراه است که باعث تسریع در جذب استخوان می‌شود.
ریزش مو، افزایش استعداد به عفونت‌ها به خصوص عفونت ریه و سرماخوردگی‌های مکرر و حتی تغییرات خلق و خو از عوارض دیگر کمبود ویتامین D است.