Produksi alami tubuh vitamin D di kulit, yang dicapai dengan bantuan radiasi dari matahari, adalah hubungan utama antara vitamin D dan sinar matahari. Produksi vitamin D adalah salah satu fungsi utama kulit, bersama dengan fitur yang lebih jelas seperti perasaan dan isolasi. Ketika kulit terkena sinar ultraviolet dari matahari, menghasilkan zat yang dapat diubah tubuh menjadi vitamin D. Di daerah dengan sinar matahari yang cukup kuat, paparan sinar matahari secara teratur dapat menghasilkan vitamin D yang cukup untuk memenuhi kebutuhan tubuh. Karena hubungan antara vitamin D dan sinar matahari, vitamin ini sering secara informal disebut vitamin sinar matahari.
Sintesis vitamin D di kulit dimulai ketika jenis kolesterol termodifikasi yang secara alami ada dalam sel kulit terkena sinar matahari. Secara khusus, molekul terkena jenis cahaya tak terlihat, yang dikenal sebagai ultraviolet B (UVB), yang mengubahnya menjadi zat yang disebut cholecalciferol. Cholecalciferol kemudian ditransmisikan melalui aliran darah ke hati dan ginjal, di mana selanjutnya dimodifikasi menjadi bentuk aktif vitamin D, juga dikenal sebagai calcitriol. Hubungan antara vitamin D dan sinar matahari membantu tubuh menjalankan sejumlah fungsi penting. Yang paling penting adalah menjaga kesehatan tulang dan gigi.
Lokasi geografis yang berbeda dapat mempengaruhi hubungan antara vitamin D dan sinar matahari. Di garis lintang utara, sinar matahari yang lebih lemah dan lebih jarang mengurangi kesempatan kulit untuk memproduksi prekursor vitamin D. Juga, karena iklim seperti itu cenderung lebih dingin, orang-orang lebih cenderung memakai pakaian berat dan menghabiskan lebih banyak waktu di dalam ruangan, semakin mengurangi waktu yang dihabiskan di bawah sinar matahari.
Polusi dan tutupan awan juga dapat mengurangi jumlah sinar ultraviolet yang mencapai permukaan bumi. Namun, lima sampai 15 menit setiap hari, paparan sinar matahari tanpa pelindung mungkin cukup untuk memenuhi kebutuhan kebanyakan orang akan vitamin D. Jangka waktu paparan sinar matahari yang lebih lama meningkatkan risiko kanker kulit. Itu juga membuat kulit menua lebih cepat, yang meningkatkan terjadinya kerutan dan bintik-bintik.
Sementara faktor lingkungan dapat mengganggu hubungan antara vitamin D dan sinar matahari, vitamin ini juga dapat diperoleh melalui sumber makanan atau suplemen, yang diserap di usus. Makanan sumber vitamin D yang baik termasuk ikan air dingin, kuning telur, dan makanan yang diperkaya seperti susu atau sereal sarapan. Vitamin D juga dapat dibeli sebagai suplemen dan biasanya disertakan dalam formula multivitamin.