Wykazano immunomodulacyjne działanie witaminy D. Mechanizmy tego oddziaływania na odporność wrodzoną i nabytą są złożone i jeszcze całkowicie nie są poznane. Biologiczny efekt działania jest wynikiem genowej regulacji receptora VDR. Działanie witaminy D polega na uwalnianiu peptydów o działaniu przeciwdrobnoustrojowym, supresji zapalenia oraz regulacji funkcji limfocytów pomocniczych Th1/Th2. Istnieją mocne dowody potwierdzające, że witamina D obniża częstość zakażeń. Znaczenie witaminy D w regulacji odporności w okresie perinatalnym oraz u małych dzieci wymaga dalszych badań.