Původně byly za vitamín D považovány dva jeho deriváty ergokalciferol (D₂) vyskytoval se v rostlinách a cholekarciferol (D₃) vykytoval se v živočišných organizmech. V poslední době se zjistilo, že tyto látky jsou neučiné a že jsou předchůdci steroidních hormonů významných pro metabolizmus vápníku a fosforu. Ergokalciferol a cholekalciferol jsou prohormony výchozí surovinou pro jejich vznik je cholesterol. Syntéza vitamínu D probíhá takto:

1. V kůži dojde účinkem slunečního zářením o vlnové délce okolo 300 nm k rozštěpení B kruhu mezi uhlíkem 9 a 10 a vznikem cholekaliciferol.
2. Cholekarciferol je krevním oběhem zaveden do jater kde dojde k hydroxylaci na 25 uhlíku tím vznikne 25 – hydroxykalciferol (25 – OHC)
3. 25 – OHC je opět krevním oběhem opět zanesen do ledvin tam probíhá druhá dihydroxylace na 1 nebo 24 uhlíku. Při těchto reakcích vzniká 1, 25 – dihydroxykalciferol (1,25 – OHC) nebo 24, 25 – hydroxykalciferol (24,25 – OHC).

1,25 – OHC se podílí na krátkodobé regulaci extracelulární koncentraci vápníku a fosforu.

24,25 – OHC podílí se na zabespečení mineralizace kostí.

Pokud není dostatečné množství vitamínu D vznikají poruch vstřebávání a ukládání vápníku vzniká onemocnění rachitis (křivice).