Um estudo publicado pelo The American Journal of Clinical Nutrition ,constatou que as mulheres cujos níveis de vitamina D no sangue atingiram níveis saudáveis ​​através da suplementação durante uma dieta e programa de exercício perderam mais peso do que aquelas com baixos níveis de vitamina D no sangue. Outro estudo, mostrou que os participantes que tomaram cálcio e vitamina D durante o seu programa de perda de peso  tiveram  redução da pressão arterial, redução dos níveis de açúcar , de insulina e dos níveis de  lipídeos no sangue.

A ligação entre a vitamina D e a perda de peso  não é claramente compreendida. Alguns cientistas especulam que receptores especiais de vitamina D nas células de gordura as informam de que elas devem ser queimadas como energia ou armazenadas como excesso de peso no corpo. As células receptoras do cérebro que controlam o metabolismo e níveis de fome podem também precisar de vitamina D para funcionar corretamente.

Tem sido demonstrado também que a vitamina D reduz a inflamação sistêmica que está associada com excesso de peso. Assim, mesmo se você não consiga perder tanto peso como você gostaria, com níveis adequados de vitamina D você diminui o estresse em seu corpo e, portanto, os efeitos nocivos do peso extra.

Além do ganho de peso, a deficiência de vitamina D tem sido associada a várias outras doenças, como a depressão,  a fadiga e apatia.