又称抗佝偻病维生素。一类由固醇衍生而来的脂溶性维生素。有4种有效成分，其中维生素D2和维生素D3的生理活性较高。鱼肝油中所含的为维生素D3，即胆钙化醇。维生素D为无色晶体，不溶于水而溶于油脂及脂溶性溶剂，相当稳定，不易被酸、碱或氧化所破坏。主要功能是调节钙、磷代谢，促进骨胳、牙齿正常发育。人类和动物每天必需从食物中摄取适量的维生素D，才能和动物每天必需从食物中摄取适量的维生素D，才能维持正常的发育和健康。成人每天对维生素D的最低需要量为5000国际单位，婴幼儿每天为400国际单位。
长期维生素D摄食不足或不晒太阳，易引起体内缺乏维生素D，不能维持钙平衡，患者骨质软弱，膝关节发育不全，两腿形成内曲或外曲畸形；成人则患骨胳脱钙作用，孕妇和授乳妇女的脱钙作用严重时，导致骨质疏松病，患者骨胳易折，牙齿易脱落；儿童则会骨胳发育不良，易患佝偻病（软骨病）。经常服用鱼肝油可防治维生素D缺乏病。日光中的紫外线可使皮肤内的维生素D前体（7－脱氢胆固醇）转化为维生素D，故多晒日光可预防维生素D缺乏。维生素D摄食过量会引起中毒，早期症状为乏力、疲倦、恶心、头痛、腹泻等，较严重时引起软组织钙化，导致重大病患；还可使总血脂和血胆固醇量增高，妨碍心血管功能。