Naturalna produkcja witaminy D przez organizm w skórze, która odbywa się za pomocą promieniowania słonecznego, jest głównym związkiem między witaminą D a światłem słonecznym. Produkcja witaminy D jest jedną z podstawowych funkcji skóry, wraz z bardziej oczywistymi cechami, takimi jak uczucie i izolacja. Kiedy w skórę padnie światło ultrafioletowe ze słońca, wytwarza ona substancję, którą organizm może przekształcić w witaminę D. W obszarach o wystarczająco silnym nasłonecznieniu regularna ekspozycja na promienie słoneczne może wytworzyć wystarczającą ilość witaminy D, aby zaspokoić zapotrzebowanie organizmu. Ze względu na związek między witaminą D a światłem słonecznym, witamina ta jest często nieformalnie nazywana witaminą słońca.
Synteza witaminy D w skórze rozpoczyna się, gdy zmodyfikowany typ cholesterolu naturalnie występującego w komórkach skóry jest wystawiony na działanie promieni słonecznych. W szczególności cząsteczka jest wystawiona na niewidzialny rodzaj światła, znany jako ultrafiolet B (UVB), który przekształca ją w substancję zwaną cholekalcyferolem. Cholekalcyferol jest następnie przenoszony przez krwioobieg do wątroby i nerek, gdzie jest dalej modyfikowany, aby stać się aktywną formą witaminy D, znaną również jako kalcytriol. Związek między witaminą D a światłem słonecznym pomaga organizmowi wykonywać szereg ważnych funkcji. Najważniejszym z nich jest utrzymanie zdrowych kości i zębów.
Różne lokalizacje geograficzne mogą wpływać na związek między witaminą D a światłem słonecznym. W północnych szerokościach geograficznych słabsze i rzadsze nasłonecznienie zmniejsza możliwości skóry do produkcji prekursora witaminy D. Ponadto, ponieważ takie klimaty są zwykle chłodniejsze, ludzie częściej noszą ciężkie ubrania i spędzają więcej czasu w pomieszczeniach, co dodatkowo skraca czas spędzany na słońcu.
Zanieczyszczenia i zachmurzenie mogą również zmniejszyć ilość światła ultrafioletowego docierającego do powierzchni ziemi. Mimo to pięć do 15 minut dziennie bez ochrony na działanie promieni słonecznych prawdopodobnie wystarczy, aby zaspokoić zapotrzebowanie większości ludzi na witaminę D. Dłuższe okresy wystawienia na działanie promieni słonecznych zwiększają ryzyko raka skóry. Sprawia również, że skóra szybciej się starzeje, co zwiększa występowanie zmarszczek i plam.
Chociaż czynniki środowiskowe mogą zakłócać związek między witaminą D a światłem słonecznym, witamina ta może być również pozyskiwana ze źródeł żywności lub suplementów, gdzie jest wchłaniana w jelicie. Dobre źródła witaminy D w pożywieniu obejmują ryby zimnowodne, żółtka jaj i pokarmy wzbogacone, takie jak mleko lub płatki śniadaniowe. Witaminę D można również kupić jako suplement i zwykle jest ona zawarta w formułach multiwitaminowych.