钙约占成人体重的1%~2%，99%的钙与磷结合成羟基磷灰石结晶，储存于骨骼和牙齿中。骨中的钙盐发挥维持骨骼结构的完整性和硬度，进而支撑人体的作用。剩余1%的钙存在于内环境及其他组织细胞中，起着调节血管收缩和舒张、肌肉收缩、神经递质和腺体分泌等作用。人体内血钙的调节主要受甲状旁腺激素和1，25-羟维生素D两种激素的影响。当食物中钙缺乏时，机体为了维持血钙的平衡，通过升高甲状旁腺激素和1，25-羟维生素D来动员骨钙释放，使骨质分解。
成年期为人生骨骼生长发育顶峰期，摄入钙和排出钙相当，骨形成等于骨吸收，骨量维持在骨峰值。此后随着年龄的增加，钙吸收和摄入减少，骨吸收大于骨形成，钙排出增加，形成慢性负钙平衡。女性绝经后迅速出现骨量丢失，男性50岁后开始出现骨量丢失，骨折风险明显增加。因此， 在人生的各年龄段，保证充足的钙摄入，是维护骨骼健康的基本措施之一。
老年人常见维生素D缺乏及慢性负钙平衡，是引发骨质疏松症的重要危险因素。50岁以后，小肠钙吸收功能减退，皮肤维生素D合成减少，加上肾功能下降，体内1，25-羟维生素D的合成减少，在这种情况下，如果钙摄入不足和（或）维生素D缺乏，易引起甲状旁腺激素分泌增加，刺激破骨细胞增殖并增强破骨细胞活性，使骨质溶解和骨钙释放入血。这种代偿反应虽然能使血钙维持稳态，但会导致骨质疏松的发生。
维生素D对骨骼的生长、发育、维持各年龄段骨骼的健康起着极为重要的作用，它能促使小肠对钙的吸收，促进肾小管对钙的重吸收，减少钙随尿流失，使新骨正常矿化形成，同时又可使破骨细胞对旧骨的分解，钙从骨骼中游离出来，维持骨代谢的动态平衡。如儿童维生素D缺乏导致佝偻病，而成年人维生素D缺乏则会患软骨病或骨质疏松症等。
维生素D在体内转化为活性维生素D，骨骼肌就是活性维生素D的靶器官，维生素D缺乏会导致肌肉无力。研究发现，随着人体内维生素D水平增高，肌肉反应速度和强度均大幅度提高。维生素D不足的患者经常会肌肉乏力或疼痛，而严重维生素D缺乏和低钙血症患者会出现神经肌肉过敏，包括四肢麻木、肌肉痉挛、喉痉挛、手足抽搐和癫痫等。每天补充维生素D 800~1000IU，有益于肌肉力量和平衡。
风湿性关节炎是自身免疫性疾病。维生素D可抑制胸腺基质细胞分化成熟，从而抑制免疫反应，维生素D活化后也可抑制T细胞的活化和增殖，并抑制其分泌细胞因子，因而它既可能改善关节局部骨质破坏，又具有明显的免疫抑制作用。研究发现，类风湿性关节炎患者血清25-羟维生素D水平明显下降，通过服用维生素D可以减少风湿因子和肿瘤坏死因子的合成，明显抑制类风湿性关节炎的活动性。
