D-vitamiinin määritystä tarvitaan yleisimmin epäiltäessä D-vitamiinin puutetta tai selviteltäessä kalsiumin aineenvaihdunnan häiriöitä.

Elimistön D-vitamiini muodostuu ihossa auringon UV-valon vaikutuksesta, ja osa saadaan ravinnon mukana. Maksassa D-vitamiinista muodostuu ns. kalsidiolia eli D-25-vitamiinia, joka on verenkierrossa esiintyvä pääasiallinen D-vitamiinimuoto. D-25-määritys riittää puutostilan selvittämiseen. Erityistapauksissa, kuten eräissä perinnöllisissä sairauksissa, saatetaan tutkia D-1,25:n pitoisuus.

Vähäinen auringonvalo aiheuttaa D-vitamiinin puutetta. D-vitamiinia on vaikea saada riittävästi ravinnosta. Luonnollista elintarvikkeista sitä on merkittävästi vain kalassa. Suomessa lisätään D-vitamiinia nestemäisiin maitovalmisteisiin ja ravintorasvoihin. Tavanomainen suomalainen ruokavalio ei maamme maantieteellinen sijainti huomioon ottaen yleensä riitä kattamaan D-vitamiinin tarvetta. Usein tarvitaan D-vitamiinilisää. Eräät ruoansulatuskanavan, maksan tai munuaisten sairaudet tai pitkäaikainen epilepsialääkitys voivat myös pienentää D-vitamiinitasoa.

Lähes kaikki kudokset tarvitsevat D-vitamiinia. Se lisää kalsiumin ja fosfaatin imeytymistä ruoansulatuskanavasta. Lihominen lisää D-vitamiinin tarvetta. Vaikea puutostila aiheuttaa lapsille riisitaudin. Aikuisilla puute aiheuttaa osteomalasiaa eli luun pehmenemistä. Ikääntyneillä D-25 pitoisuus olisi hyvä olla yli 75 nmol/l osteoporoosin eli luukadon ehkäisemiseksi. D-vitamiini näyttää parantavan myös elimistön puolustuskykyä taudinaiheuttajia vastaan. Puutos on yhdistetty myös esimerkiksi diabetekseen, syöpään, verenkiertotauteihin ja hermoston rappeumatauteihin.

Korkeita arvoja todetaan säännöllisesti ihonsa auringolle altistavilla. Heillä D-25 pitoisuus saattaa olla jopa tasoa 150–200 nmol/l ilman D-vitamiinivalmisteiden käyttöä. Auringon vaikutuksesta ei voi saada liikaa D-vitamiinia. Yli 375 nmol/l on liian suuri pitoisuus, jota voidaan todeta myrkytystilanteissa.

D-25 pitoisuuden tavoitearvosta ei ole täydellistä yksimielisyyttä. Yleisesti ajatellaan, että pitoisuus alle 50 nmol/l merkitsee D-vitamiinin puutosta. Voisi kuitenkin olla hyvä pyrkiä yli 75 nmol/l pitoisuuteen, joka tiedetään tarpeelliseksi ainakin luuston terveyden kannalta.