鈣約占成人體重的1%~2%，99%的鈣與磷結合成羟基磷灰石結晶，儲存于骨骼和牙齒中。骨中的鈣鹽發揮維持骨骼結構的完整性和硬度，進而支撐人體的作用。剩餘1%的鈣存在于内環境及其他組織細胞中，起着調節血管收縮和舒張、肌肉收縮、神經遞質和腺體分泌等作用。人體内血鈣的調節主要受甲狀旁腺激素和1，25-羟維生素D兩種激素的影響。當食物中鈣缺乏時，機體為了維持血鈣的平衡，通過升高甲狀旁腺激素和1，25-羟維生素D來動員骨鈣釋放，使骨質分解。

成年期為人生骨骼生長發育頂峰期，攝入鈣和排出鈣相當，骨形成等于骨吸收，骨量維持在骨峰值。此後随着年齡的增加，鈣吸收和攝入減少，骨吸收大于骨形成，鈣排出增加，形成慢性負鈣平衡。女性絕經後迅速出現骨量丢失，男性50歲後開始出現骨量丢失，骨折風險明顯增加。因此， 在人生的各年齡段，保證充足的鈣攝入，是維護骨骼健康的基本措施之一。

老年人常見維生素D缺乏及慢性負鈣平衡，是引發骨質疏松症的重要危險因素。50歲以後，小腸鈣吸收功能減退，皮膚維生素D合成減少，加上腎功能下降，體内1，25-羟維生素D的合成減少，在這種情況下，如果鈣攝入不足和（或）維生素D缺乏，易引起甲狀旁腺激素分泌增加，刺激破骨細胞增殖并增強破骨細胞活性，使骨質溶解和骨鈣釋放入血。這種代償反應雖然能使血鈣維持穩态，但會導緻骨質疏松的發生。

維生素D對骨骼的生長、發育、維持各年齡段骨骼的健康起着極為重要的作用，它能促使小腸對鈣的吸收，促進腎小管對鈣的重吸收，減少鈣随尿流失，使新骨正常礦化形成，同時又可使破骨細胞對舊骨的分解，鈣從骨骼中遊離出來，維持骨代謝的動态平衡。如兒童維生素D缺乏導緻佝偻病，而成年人維生素D缺乏則會患軟骨病或骨質疏松症等。

維生素D在體内轉化為活性維生素D，骨骼肌就是活性維生素D的靶器官，維生素D缺乏會導緻肌肉無力。研究發現，随着人體内維生素D水平增高，肌肉反應速度和強度均大幅度提高。維生素D不足的患者經常會肌肉乏力或疼痛，而嚴重維生素D缺乏和低鈣血症患者會出現神經肌肉過敏，包括四肢麻木、肌肉痙攣、喉痙攣、手足抽搐和癫痫等。每天補充維生素D 800~1000IU，有益于肌肉力量和平衡。

風濕性關節炎是自身免疫性疾病。維生素D可抑制胸腺基質細胞分化成熟，從而抑制免疫反應，維生素D活化後也可抑制T細胞的活化和增殖，并抑制其分泌細胞因子，因而它既可能改善關節局部骨質破壞，又具有明顯的免疫抑制作用。研究發現，類風濕性關節炎患者血清25-羟維生素D水平明顯下降，通過服用維生素D可以減少風濕因子和腫瘤壞死因子的合成，明顯抑制類風濕性關節炎的活動性。