Niedobór witaminy D3 zalicza się do powikłań związanych z chorobą otyłościową. Otyłość powoduje około 1,5-krotny wzrost ryzyka wystąpienia niedoboru witaminy D, zarówno u dorosłych, jak i u dzieci oraz u osób starszych. Wśród przyczyn niedoboru witaminy D u osób otyłych wymienia się różnice w stylu życia między osobami z otyłością i bez niej (nawyki żywieniowe, mniejszą ekspozycję na słońce), jednak kluczowa wydaje się sekwestracja witaminy D w tkance tłuszczowej („pułapka tłuszczowa”), a w konsekwencji – jej biologiczna niedostępność. Ostatnie badania wskazują także na istotne zaburzenie wątrobowej 25-hydroksylacji cholekalcyferolu, będące jedną z najważniejszych konsekwencji metabolicznej stłuszczeniowej choroby wątroby (metabolic associated fatty liver disease – MAFLD). Szereg badań epidemiologicznych sugeruje także, że niedobór witaminy D u matki odgrywa istotną rolę w programowaniu rozwojowym otyłości u jej dzieci. Niedobór witaminy D3 u chorych z otyłością stanowi czynnik zwiększający prawdopodobieństwo wystąpienia powikłań metabolicznych tej choroby, w tym cukrzycy i zespołu metabolicznego. Regularna suplementacja witaminy D3 wydaje się niezbędnym elementem kompleksowej opieki nad chorymi z nadwagą i otyłością. U tych osób wielkość dawki witaminy D przewyższa średnio 2–3-krotnie dawki stosowane u osób z prawidłową masą ciała (nawet do 10 000 IU/dobę). Jednak u części chorych z otyłością nawet przy stosowaniu tak wysokich dawek macierzystej witaminy D3 trudno jest wyrównać i utrzymać rekomendowane stężenie 25(OH)D3 w surowicy