Vitamin D3 kommt in Tieren, Pflanzen und anderen Organismen vor. Es kommt zwangsläufig immer vor, wenn diese Organismen in den Membranen Cholesterin-Derivate enthalten und sie permanent oder temporär und wenigstens partiell den UVB-Strahlen der Sonne ausgesetzt sind. Entsprechend kommt Vitamin D3 bei allen Pilzen vor, für die Ergosterin in den Membranen charakteristisch ist. Die Vitamine D3 und D2 entstehen also immer, wenn diese Sterine durch UV-Strahlen modifiziert werden und damit nicht mehr ihre spezifischen Funktionen in biologischen Membranen aufrecht erhalten können. In den so geschädigten Membranen müssen über Reperatuirleistungen die ausgefallenen Sterine schnellstmöglich ersetzt werden. Da die Sterinsynthese Sauerstoff-abhängig ist, konnte sich ihre Membranfunktion erst nach der Anreicherung von Sauerstoff in der Atmosphäre bei eukaryotischen Zellen entwickeln. Für diese UV-bedingten Zerfallsprodukte konnten bislang keine biologisch relevanten Funktionen bei einzelligen Organismen festgestellt werden. Es gibt einige wenige Pflanzen, bei denen Vitamin D3, das Calcipherol, in Calcitriol umgewandelt wird. Da es in für Hormone extrem hohen Dosen in diesen Pflanzen akkumuliert wird, kommt es bei äsenden Tieren zu schweren Krankheitserscheinungen (Kalcinose). Bemühungen Vitamin D-angereicherte Pflanzen zu züchten, werden kritisch diskutiert.