维生素D3是维生素类药，能够促进小肠黏膜刷状缘对钙的吸收，还能够促进肾小管重吸收磷，所以能够提高血钙和血磷的浓度。另外，它能够协同甲状旁腺激素、降钙素，促进旧骨释放磷酸钙，维持和调节血浆钙和磷的正常浓度。
另外，它能够促进钙沉着于新骨形成的部位，使枸橼酸盐在骨中沉积，促进骨钙化，促进成骨细胞功能以及骨样组织的成熟，所以维生素D3可以用于预防和治疗维生素D缺乏症。比方绝对的素食者、肠外营养患者、胰腺功能不全伴吸收不良综合征，以及肝、胆疾病的患者，像肝功能不全、肝硬化、阻塞性黄疸等。还有一些小肠性疾病，比如脂性腹泻、克罗恩病、长期腹泻造成维生素D的吸收，或者维生素D产生的问题。
另外，胃切除的病人也是需要补充维生素D3的，还用于治疗慢性的低钙血症、低磷血症、佝偻病和伴慢性肾功能不全的骨软化症、家族性低磷血症、甲状旁腺功能低下等病人。