أن يكون الفيتامين D قابلاً للتخليق في الجسم، فهذا يبعده قليلاً  عن التصنيف كفيتامين؛ ويزداد هذا الابتعاد، ليقترب من الهرمونات أكثر مع معرفة أن شكله الفعال يقوم بعمله من خلال تنظيم التعبير الجيني عبر ارتباطه بمستقبلات بروتينية نووية مشابهة لما ذكر مع حمض الريتينوئيك وبآلية تشبه عمـــل الهرمونات الستيروئيدية.

إن الوظيفة الرئيسة لهذا الفيتامين هي ضبط استتباب الكالسيوم والفسفات. بالمقابل، يجري تنظيم استقلاب الفيتامين D بعوامل تستجيب لتركيز الكالسيوم والفسفات في البلازما . فنقص تركيز كالسيوم البلازما يثير إفراز الهرمون الدريقي (parathyroid hormone (PTH الذي ينشط إنزيم هيدروكسيلاز الموضع 1 ويثبط هيدروكسيلاز الموضع 24 ضمن متقدّرات النبيبات الكلوية. ويحدث العكس تماماً عندما لا تكون هناك حاجة للمزيد من الكالسيترايول الذي يقوم بتثبيط تخليقه بتثبيط الإنزيم الأول وتنشيط الثاني.

يعمل الكالسيترايول على الحفاظ على تركيز الكالسيوم والفسفات في البلازما بثلاث طرائق : زيادة امتصاصهما من الأمعاء، وإنقاص إطراحهما الكلوي بتنشيط عود امتصاصهما في النبييات البعيدة، وتحريكهما من العظم إلى الدم. ويتطلب الامتصاص المعوي الأمثل للكالسيوم وجود الكالسيترايول الذي يزيد نقل الكالسيوم عبر الحافة الفرشاتية للخلية الظهارية المعوية وتصديره من الخلية المعوية إلى الدوران الدموي. وقد تكون الآلية هي زيادة إنتاج الرنا المرسال الخاص بالبروتين الرابط للكالسيوم أو الفسفاتاز القلوية وإحداث تغيرات في تركيب شحميات أغشية الحافة الفرشاتية وميوعتها، وزيادة الالتقام الخلوي للكالسيوم وكذلك زيادة ربط الكالموديولين إلى بروتينات خاصة في الحافة الفرشاتية. وربما يملك الفيتامين D أيضاً دوراً في تحريك الكالسيوم إلى مجرى الدم إما من خلال تنشيط مضخة الكالسيوم أو تنشيط تبادل أيونات الصوديوم مع أيونات الكالسيوم أو فتح قنوات أيونات الكالسيوم المعتمدة على الفولطية. وأما التأثير الصافي للفيتامين D على العظم في الأحوال السوية فهو زيادة تمعدنها لأنه يوفر الكالسيوم والفسفات بتراكيز مناسبة.

وفي الحديث عن الكالسيترايول كهرمون، يُذكر أن مستقبلاته موجودة، بالإضافة إلى الأمعاء والعظم والكلية في الغدد جارات الدرق وخلايا جزر البنكرياس والخلايا الكيراتينية في الجلد وظهارة الأثداء والخلايا الغدية الصماء في المعدة وبعض الخلايا في الدماغ. وقد يكون الكالسيترايول هرمونــا تطورياً يثبط وظيفة التكاثر في الخلايا ويعزز فيها وظيفة التمايز. وهو يساهم في إفراز الأنسولين، وتخليق هرمونات الدرق وجاراتها وإفرازها، وتثبيط إنتاج الإنترلوكين من الخلايا التائية المفعلة والغلوبولينات المناعية (الأضداد) من الخلايا البائية المفعَّلة، وتمايز طلائع الوحيدات وتعديل التكاثر الخلوي.

ربما يكون للفيتامين D القليل من التاثير على امتصاص المغنيزيوم ، لكنه يزيد امتصاص الألومنيوم والرصاص والسيلينيوم. وقد يكون ذلك مهماً عندما يكون هناك كميات زائدة من الألومنيوم او الرصاص في الغذاء مما يؤدي الى نقص في امتصاص الكالسيوم .