如果测定25羟-维生素D3偏低，我们通常考虑维生素D缺乏。维生素D的营养状态是通过测定25羟-维生素D3水平来诊断，如果25羟-维生素D3的水平小于20ng/mL，我们考虑维生素D缺乏，如果小于10ng/mL，我们考虑严重的缺乏。
维生素D缺乏主要表现为佝偻病和骨软化症，佝偻病多见于儿童，主要表现为骨骼改变、肌肉松弛、非特异性的精神神经症状、生长迟缓、免疫力低下。而骨软化症多发生于成人，表现为腰背部以及腿部的疼痛。另外维生素D缺乏时，钙磷代谢紊乱，更容易引起骨质疏松症，骨骼脆性增加，容易发生骨折。除了保护骨骼，维生素D还具有调节免疫细胞生长分化的功能。维生素D缺乏与一些自身免疫性疾病，比如多发性的硬化症，系统性红斑狼疮的风险增加有关。
充足的维生素D对于促进胰岛素的分泌，减低胰岛素抵抗有一定的作用。维生素D缺乏与糖尿病的发生发展存在着相关性。维生素D对抑制肿瘤细胞增殖，诱导肿瘤细胞凋亡有一定的作用。充足的维生素D能降低直肠癌、乳腺癌、前列腺癌等肿瘤的风险。研究发现维生素D缺乏，可以使得高血压、冠心病、心功能不全等心血管事件危险性增加，目前尚没有确切的证据证实额外补充维生素D可以预防心血管事件。
维生素D在调节神经系统以及抗神经系统损伤方面有一定的作用，比如与阿尔茨海默病、抑郁症等疾病有一定的相关性。要想改善提高体内25羟-维生素D的水平，最重要的方法是加强户外晒太阳。在饮食上也可以适当吃含维生素D相对丰富的食物，比如蛋黄或深海的鱼类，质量比较好的干蘑菇、木耳。
