Organismi loomulik D-vitamiini tootmine nahas, mis toimub päikesekiirguse toel, on esmane ühendus D-vitamiini ja päikesevalguse vahel. D-vitamiini tootmine on naha üks peamisi funktsioone koos ilmsemate omadustega, nagu tunnetus ja isolatsioon. Kui nahka tabab päikese ultraviolettvalgus, toodab see ainet, mille organism saab muuta D-vitamiiniks. Piisavalt tugeva päikesevalgusega piirkondades võib regulaarne kokkupuude päikesekiirtega toota piisavalt D-vitamiini, et rahuldada keha vajadused. D-vitamiini ja päikesevalguse vahelise seose tõttu nimetatakse seda vitamiini mitteametlikult sageli päikesevitamiiniks.
D-vitamiini süntees nahas algab siis, kui naharakkudes looduslikult esinev modifitseeritud kolesterool puutub kokku päikesevalgusega. Täpsemalt, molekul puutub kokku nähtamatut tüüpi valgusega, tuntud kui ultraviolett B (UVB), mis muudab selle aineks, mida nimetatakse kolekaltsiferooliks. Seejärel kandub kolekaltsiferool vereringe kaudu edasi maksa ja neerudesse, kus seda muudetakse edasi D-vitamiini aktiivseks vormiks, mida tuntakse ka kaltsitrioolina. D-vitamiini ja päikesevalguse suhe aitab kehal täita mitmeid olulisi funktsioone. Kõige olulisem neist on tervete luude ja hammaste säilitamine.
Erinevad geograafilised asukohad võivad mõjutada D-vitamiini ja päikesevalguse vahelist suhet. Põhjapoolsetel laiuskraadidel vähendab nõrgem ja harvem päikesepaiste naha võimalusi D-vitamiini eelkäija tootmiseks. Kuna selline kliima kipub olema külmem, kannavad inimesed tõenäolisemalt raskeid riideid ja veedavad rohkem aega siseruumides, vähendades veelgi päikese käes viibimise aega.
Reostus ja pilvisus võivad vähendada ka maapinnale jõudva ultraviolettvalguse hulka. Siiski piisab tõenäoliselt viiest kuni 15-minutilisest igapäevasest kaitsmata päikesevalgusest, et rahuldada enamiku inimeste D-vitamiini vajadus. Pikem päikesekiirgusega kokkupuude suurendab nahavähi riski. Samuti muudab see naha kiiremini vanaks, mis suurendab kortsude ja laikude teket.
Kuigi keskkonnategurid võivad häirida D-vitamiini ja päikesevalguse vahelist suhet, võib seda vitamiini saada ka toidust või toidulisanditest, kus see imendub soolestikus. Heade D-vitamiini toiduallikate hulka kuuluvad külma vee kala, munakollased ja rikastatud toidud, nagu piim või hommikusöögihelbed. D-vitamiini saab osta ka toidulisandina ja see sisaldub tavaliselt multivitamiinide koostises.