Vitamino D receptoriai organizme jungiasi su hormonais ir DNR baltymais, kad paveiktų genų ekspresiją ir vitamino D sintezę. Receptoriai, dar vadinami kalcitriolio receptoriais, padeda vitamino D absorbcijai ir gamybai organizme. Jie padeda reguliuoti vitamino D kiekį organizme ir yra įvairiose vietose, įskaitant kepenis ir odą. Kai kurie tyrimai rodo, kad vitamino D receptorių pakitimas gali padidinti krūties ir kitų vėžio formų riziką, nes tinkamas vitamino D pasisavinimas yra būtinas tam tikrų vėžio formų ir kitų ligų prevencijos komponentas.
Kai vitaminas D sintetinamas iš pirmtako cholesterolio, esančio mūsų odoje, jis jungiasi su tarpląsteliniais receptoriais, vadinamais kalcitriolio receptoriais. Šie receptoriai reguliuoja vitamino D veikimą mūsų organizme ir juose yra hormonų ir DNR surišimo vietų. Dauguma tyrimų rodo, kad vitamino D receptorių arba VDR vaidmuo yra suaktyvinti transkripciją arba geno susidarymą. Dažniausiai VDR sudaro tinklą su retinoido-X receptoriumi, kuris padeda surišti DNR ir yra homologiškas arba tokios pat formos kaip ir kiti aplinkiniai branduoliniai receptoriai.
Vitaminas D yra svarbus vitaminas, kuris padeda pasisavinti kalcį ir, kaip įrodyta, mažina tam tikrus depresijos simptomus. Kai vitamino D receptoriai yra neaktyvūs arba neveikia tinkamai, o tai kartais nutinka kai kuriems asmenims, daugelis vitamino D vartojimo privalumų tampa nebeaktualūs. Problemos, susijusios su vitamino D receptoriais, dažniausiai atsiranda genetinėje DNR sekoje, kuri koduoja receptorius, ir dėl nepakankamos kalcio absorbcijos gali padidėti rachitas vaikams arba osteoporozė vyresnio amžiaus žmonėms. Be to, kadangi vitaminas D padeda užkirsti kelią tam tikroms infekcijoms ir vėžiui, nes stiprina imuninę sistemą, vitamino D receptorių problemos gali padidinti krūties ir kitų vėžio atvejų skaičių.
Vienas tyrimas rodo, kad specifinės vitamino D receptorių geno sekos gali padidinti krūties ar prostatos vėžio riziką skirtingiems asmenims. Pavyzdžiui, afroamerikiečių vyrai turėjo didesnę riziką susirgti prostatos vėžiu dėl DNR sekos ir reguliuojančių baltymų, susijusių su vitamino D receptoriais. Kiti tyrimai rodo, kad tinkamai veikiantys receptoriai padeda kovoti su infekcijomis ir bakterijomis, pvz., salmonelėmis, ir jas išnaikinti. Kai bakterijos patenka į organizmą, vitamino D receptoriai gali prisijungti prie bakterijų ir sumažinti jų funkciją, reguliuodami tam tikrus bakterijų vystymosi kelius.