維生素D主要生理作用包括：

①促進小腸黏膜上皮對鈣、磷的吸收。

②促進腎近曲小管對鈣磷的重吸收。

③對骨有二種相反的作用。

一方面，骨是人體的鈣庫，當血鈣降低時，1, 25-(OH)2D與甲狀旁腺激素（parathyroid hormone, PTH）協同作用，通過破骨細胞作用，使骨鹽溶解，從骨回吸收鈣、磷，維持血漿鈣、磷的正常濃度；另一方面，1, 25-(OH)2D促進骺板軟骨和類骨組織鈣化，維持鈣、磷在血漿中的飽和狀態有關，有利于骨鹽的沉積。

因此，如果維生素D缺乏，受影響明顯的就是出于快速生長期的骨骼，造成佝僂病或骨軟化病。近年來，隨著研究的深入發現，維生素D的作用不僅局限于傳統意義上的鈣、磷代謝調節，對機體的免疫功能也有著非常重要的作用。CD4＋T細胞是1, 25-(OH)2D作用的直接靶點。CD4＋T細胞在功能上，可分為兩個子集：Thl和Th2。Th1細胞主要分泌IL-2，IFN-γ和TNF-β，介導細胞免疫，誘導免疫排斥；Th2細胞主要分泌IL-6，IL-4，IL-5和IL-10，介導體液免疫，誘導免疫耐受。Th1和Th2互為抑制性T細胞。1,25-(OH)2D能調控Th1/Th2免疫偏移，當機體1,25-(OH)2D營養狀況發生改變時，就會處于Th1優勢或Th2優勢的漂移狀態，從而出現各種病理反應，甚至發生腫瘤。

1,25-(OH)2D除了直接作用于T細胞外，還通過各種機制調節抗原呈遞細胞的表型和功能,尤其是樹突細胞。體內和體外實驗都已證明，1,25-(OH)2維生素D3及其類似物誘導樹突細胞獲得致耐受性。基于以上這些免疫學特性，維生素D被用于感染、自身免疫性疾病（多發性硬化、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡等）及某些腫瘤和Ⅱ型糖尿病的預防。前瞻性觀察研究結果顯示，嬰兒期和兒童早期補充維生素D ，可以降低Ⅰ型糖尿病發病率。