ویتامین D3 با افزایش جذب کلسیم در روده‌ها و کاهش دفع از کلیه‌ها، برای رشد و استحکام استخوان‌ها ضروری است. کمبود این ویتامین باعث ضعف و شکنندگی استخوان‌ها شده و احتمال بروز استئوپروز (پوکی استخوان) را افزایش می‌دهد. به ‌همین دلیل مکمل یاری با کلسیم و ویتامین D3 منجر به افزایش توده استخوانی، کاهش خطر پوکی استخوان و شکستگی‌ها‌ می‌شود. همچنین دریافت کلسیم و ویتامین D3 کافی در بیماران مبتلا به آرتروز توصیه می‌شود. از آنجایی که ویتامین D در بدن نقش ضد التهابی دارد و می‌تواند باعث کاهش التهاب در بیماران مبتلا به آرتروز شود.

دریافت روزانه کلسیم برای داشتن استخوان‌هایی مستحکم و متراکم ضروری است. در صورتیکه دریافت کلسیم کم باشد و یا به خوبی جذب نشود، بدن از ذخایر استخوانی برای حفظ عملکردهای بیولوژیکی خود استفاده می‌کند، توده استخوانی کاهش یافته و فرد مبتلا به پوکی استخوان می‌شود. پوکی استخوان به عنوان بخشی از فرآیند پیری است، به‌‌ویژه در زنان که بعد از سن یائسگی سطح هورمون استروژن خونشان کاهش می‌یابد. کمبود این ویتامین خطر ابتلا به پوکی استخوان و تخریب مفاصل را افزایش می‌دهد. از طرفی، دریافت مقادیر کافی از ویتامین D3، علاوه بر تحریک استخوان‌سازی و پیشگیری از پوکی استخوان، باعث کاهش تخریب مفاصل شده و با حفظ سلامت مفاصل، اثرات محافظت کننده‌ای در برابر بیماری آرتروز دارد.

ویتامین D نقش مهمی در تنظیم رشد سلولی، عملکرد سیستم عصبی- عضلانی و ایمنی دارد. همچنین این ویتامین جذب کلسیم را افزایش داده و به رشد استخوان‌ها کمک می‌کند. کمبود ویتامین D درشیرخواران و کودکان منجر به بیماری ریکتز یا راشیتیسم (نرمی استخوان) می‌شود.