人通過暴露于陽光下、膳食攝入和維生素D補充等途徑補充維生素D。富含維生素D的食物并不多，乳類、蛋黃、動物肝臟（如魚肝油）和富含脂肪的海魚（如三文魚）等含少量維生素D，而植物性食物如谷類、蔬菜和水果幾乎不含維生素D。所以，與其它營養素不同，維生素D在飲食中很有限。陽光中只有波長290～315nm的紫外線B能穿透皮膚，由此將皮膚中的7-脫氫膽固醇轉化為維生素D3，但陽光照射的效果難以確定。在冬季，陽光照射減少，通過大氣層的紫外線B也大為減少；而在高緯度地區，有效的陽光照射亦大為減少。尤其是現代人生活方式的改變，如缺少戶外活動、使用防曬產品等，都會影響皮膚有效合成維生素D3。大部分人需要額外補充維生素D來達到推薦的攝入量，國外通常使用的是維生素D3（膽骨化醇）。至于維生素D的推薦劑量，各國不同，但過去都較為保守：在歐洲，維生素D的推薦劑量僅為0～400IU/d；在美國，對51～70歲婦女的推薦劑量為400IU/d，對70歲以上婦女為600IU/d；而加拿大的骨質疏松協會建議，成人至少應攝入800IU/d。
低1，25-二羥基維生素D3水平會使腸鈣吸收減少，從而導致繼發性甲狀旁腺功能亢進，而繼發性甲狀旁腺功能亢進會經激活破骨細胞導致骨量減少和骨質疏松并增加骨折的風險。許多研究顯示，補充鈣和至少800IU的維生素D能減少65歲以上老年人的骨折風險，且即使骨密度變化很少，骨折風險也下降了1/3，這與維生素D能增加肌力和平衡有關。 [8]
有學者認為維生素D是預防骨質疏松癥所必需的。當血清1，25-二羥基維生素D3水平≥30ng/mL時，反映維生素D有較好的攝入或合成并能減少骨折風險，但要獲得此維生素D水平，許多人必須每日攝入超過1000IU的維生素D。對50歲以上具有中度維生素D缺乏風險的成年人，建議每日攝入800～1000IU維生素D3；對高風險的老年人，建議每日攝入 800～2000IU維生素D3。這意味著若要所有個體的1，25-二羥基維生素D3水平達到20ng/mL，則平均血清1，25-二羥基維生素D3水平就必須≥30ng/mL。每日推薦的維生素D攝入量應至少達800IU，且該推薦量與光照、季節或其它多種維生素的補充無關。對骨質疏松癥患者，在補充鈣和維生素D的同時還須應用能夠有效防治骨折的藥物。鈣和維生素D已被公認為是骨質疏松癥治療的基礎。2006 年北美絕經學會就聲明，充足的鈣和充足的維生素D攝入能夠減少絕經期前、后婦女的骨量丟失和降低60歲以上低鈣攝入絕經后婦女的骨折風險。國際骨質疏松基金會在2008年指出：骨質疏松癥患者一般每日應至少補充1000mg的鈣和800IU的維生素D。