维生素D是一种脂溶性维生素，也被看作是一种作用于钙、磷代谢的激素前体，它与阳光有密切关系，所以又叫“阳光维生素”。维生素D是一族A、B、C、D环结构相同，但侧链不同的一类复合物的总称，A、B、C、D环的结构来源于类固醇的环戊氢烯菲环结构，目前已知的维生素D至少有10种，但最重要的是维生素D2（麦角骨化醇）和维生素D3（胆钙化醇）。
维生素D2是紫外线照射植物中的麦角固醇产生，在自然界存在较少。维生素D3则由大多数高级动物的表皮和真皮内含有的7-脱氢胆固醇经紫外线（波长265~228nm）照射转变而成。维生素D3是维生素D中生物代谢率最高的一种活性形式。在后文中提到的维生素D主要指维生素D3
维生素D3（胆钙化醇）主要是由人体自身合成的，人体的皮肤含有一种胆固醇，经阳光照射后，就变成了维生素D3。所以，如果孩子能充分接受阳光直射皮肤4-6小时以上的话，自身合成的维生素D3，就基本上能满足。但是紫外线照射带来的皮肤癌上升、空气的污染、各地天气变化等问题的影响下，各国人群接受日照的时间都在减少，并且很多国家明确规定要限制接受日照的时间，因此全世界范围内维生素D均呈现广泛缺乏的现象。另外，维生素D3还可来自动物性食物，如肝类，尤其是由海产类的鱼肝中提炼的鱼肝油。维生素D3除存在于少数动物性食物之外，主要是皮肤中的7-脱氢胆固醇经紫外线照射后形成的，而7-脱氢胆醇则是由胆固醇转变生成的，所以有人叫它太阳维生素。
维生素D3是脂溶性的，不溶于水，只能溶解在脂肪或脂肪溶剂中，在中性及碱性溶液中能耐高温和氧化。据实验，在130C条件下加热90分钟，其生理流行性仍不被破坏，但在酸性条件下则逐渐分解破坏，一般食物烹调加式样过程中，不会损失，但脂肪酸败时可以引起维生素D3的破坏。维生素D3的计量单位有两种，即重量单位与国际单位。1微克D3相当于40国际单位；或1国际单位维生素D3相当于0.025微克胆钙化醇。
维生素D3以海肝含量最为丰富，如每100克鳕鱼、比目鱼及剑鱼肝中分别含维生素D3200~750微克、500~10000微克、25000微克。其他如鲱鱼、鲑鱼、沙丁鱼及鲳鲸等含有少量；禽畜肝脏、蛋类和奶类也是含有少量，每100克含量在100微克以下。在一般情况下，单靠从食物中获得足够的维生素D3是不容易的，所以通过日光浴在体合成维生素D3是一个特别重要途径。