維生素D為脂溶性維生素，是固醇類衍生物。現已知的維生素D有多種，比較重要的是維生素D2和D3，它們的結構很相似，只是側鏈有差別。結構式為如右圖：
維生素D是無色晶體，溶于脂肪，脂溶劑及有機溶媒中，化學性質穩定，在中性和堿性溶液中耐熱，不易被氧化，但在酸性溶液中則逐漸分解。維生素D水溶液中由于有溶解氧而不穩定，雙鍵還原后使其生物效應明顯降低。因此，維生素D一般應存于無光，無酸，無氧或氮氣的低溫環境中。
