Rosnąca liczba doniesień naukowych sugeruje związek między nieprawidłowościami metabolizmu witaminy D3 w organizmie, a zaburzeniami depresyjnymi. Receptory dla tej witaminy znajdują się w wielu obszarach ośrodkowego układu nerwowego (OUN), między innymi w tych jego częściach, które zaangażowane są w regulację nastoju. Ponadto witamina D3 wpływa najprawdopodobniej na metabolizm i procesy regeneracji komórek i struktur OUN oraz ich ochronę przed uszkodzeniami. W badaniach wykazywano, że zarówno niedobór (stężenie ≤20 ng/ml) jak i nawet tak zwany poziom niewystarczający metabolitu 25(OH)-witaminy D (stężenie od 21-29 ng/ml) mogą wiązać się z podwyższonym ryzykiem rozwoju depresji oraz, prawdopodobnie, z pogorszeniem skuteczności leczenia przeciwdepresyjnego. Ponadto niektóre oznaki niedoboru witaminy, takie jak: męczliwość, osłabienie siły mięśniowej, bóle głowy, senność, doświadczanie nieefektywności snu, problemy z koncentracją uwagi i pamięcią (podobne do objawów depresji) mogą nakładać się na jej symptomy, nasilając tym samym cierpienie i zaburzenia funkcjonowania wynikające z depresji.
W świetle tych danych wydaje się, że warto aby osoby leczone z powodu depresji zasięgnęły opinii swojego lekarza psychiatry, co do zasadności oznaczenia stężenia witaminy D3 we krwi oraz ewentualnego włączenia jej w stosownej, zaleconej przez lekarza dawce. Należy jednak pamiętać, że kwestia roli witaminy D w leczeniu i patogenezie depresji nie jest jeszcze dokładnie zbadana.