Studi eksperimental pada tahun 2014 yang dilakukan selama satu tahun menunjukan bahwa individu yang melakukan upaya diet dan olahraga serta mengonsumsi cukup vitamin D mengalami penurunan berat badan yang lebih signifikan dibandingkan individu yang tidak cukup mengonsumsi vitamin D.
Dalam studi lainnya, manfaat vitamin D tidak selalu menimbulkan penurunan berat badan namun terdapat penurunan lemak tubuh secara signifikan.
Manfaat vitamin D juga diketahui berperan dalam mengatur pematangan sel lemak. Studi lainnya pada awal tahun 2000 juga menemukan bahwa individu yang mengalami obesitas cenderung memiliki kadar vitamin D dalam darah yang rendah. Hal tersebut memunculkan teori bahwa adanya hubungan konsumsi vitamin D dengan kejadian obesitas.