维生素D在骨和磷钙代谢中的重要性已被科学界和医学界所公认，然而，最近发现的这种胆固醇衍生分子还有其它特性，如免疫调节剂和抗癌活性。
实际上，争论的焦点不在于新的维生素D特性，而在于达到这些特性所需的最佳抗癌浓度。由于维生素D受体基因多态性的存在，在确定标准方面的困难变得更加复杂。这种维生素的身体储备在本质上取决于它的内源性合成，也取决于它的饮食摄入。许多对血清维生素D水平和癌症感兴趣的流行病学研究表明，低维生素D水平与癌症风险，特别是乳腺癌和结肠癌风险之间存在着联系。在体外，许多研究表明，在不同的人和动物恶性细胞系中，该分子具有抗癌活性：诱导细胞凋亡和分化，抑制增殖和血管生成。
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一些关于维生素D与癌症的研究得到了好的结果。由于紫外线暴露的强度随着纬度的增加而降低，并且紫外线暴露提供了皮肤中维生素D产生的机制，因此提出了增加维生素D对癌症发展提供保护的假设。这一假设已在大量前瞻性和病例对照研究中得到验证，并在一些随机临床试验（RTC）中评估维生素D摄入量或血清25-羟基维生素D（25OHD）水平是否与癌症发展相关。
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大多数研究都集中在结直肠癌、乳腺癌和前列腺癌上。关于维生素D摄入量或血清25OHD水平与结直肠癌之间的有益关系的最有说服力的数据已经获得。大部分证据也有利于乳腺癌的良性关系，但维生素D对前列腺癌和皮肤癌的疗效在临床人群中很难证明。临床随机对照试验通常在执行上有缺陷，或者太小，无法以这种或那种方式提供令人信服的证据。相比之下，动物研究已经非常一致地证明，维生素D和/或其活性代谢物1,25-二羟基维生素D（1,25（OH）2D）可以在各种动物模型中预防和/或治疗各种癌症。此外，1,25（OH）2D已被证明影响了许多细胞机制，这些机制可能是其抗癌作用的基础。因此，动物和细胞研究强烈支持维生素D在癌症预防和治疗中的作用，证明临床前研究的希望已经在临床上实现。
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同时，研究者建议每天摄入600-4000IU的维生素D，以达到20-50ng/ml（50-125nM）的25OHD水平，这一安全范围是合理的，并且可能足够广泛，并提供至少一些抗恶性肿瘤的保护。但目前如何确定预防恶性肿瘤的最佳25OHD水平仍有待解决，一些临床随机对照试验解决维生素D补充与其他癌症治疗形式的作用，并关注一些代谢途径，25（OH）2D可作为各种恶性肿瘤的靶点，通过靶点给予有效的治疗。
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