Es gibt angeborene und erworbene Störungen des Vitamin D-Stoffwechsels. Die angeborene, genetisch bedingte Form tritt vergleichsweise selten und familiär gehäuft auf.

Bei der autosomal-rezessiv vererbten Vitamin D-abhängigen Rachitis Typ 1 ist das CYP27B1-Gen verändert. Das beeinträchtigt das Enzym 1-α-Hydroxylase und damit die Synthese vom letztendlich aktiven Calcitriol in der Niere. Aus diesem Grund spricht diese Erkrankung nicht auf die übliche Vitamin D- und Kalziumtherapie an. Die ebenfalls autosomal-rezessiv vererbte Vitamin D-abhängige Rachitis Typ 2 zeichnet sich durch einen Defekt in den Rezeptoren für Vitamin D aus. Auch diese Form ist therapieresistent gegenüber Vitamin D und Kalzium. Bei der hypophosphatämischen Rachitis, auch Phosphatdiabetes genannt, sind die Nieren geschädigt. Sie spielen neben Haut und Leber ebenso eine wichtige Rolle bei der Synthese von Vitamin D. Darüber hinaus scheiden die Nieren bei Phosphatdiabetes zu viel Phosphat über den Urin aus.
Den deutlich häufigeren im Laufe des Lebens erworbenen Vitamin D-Stoffwechselstörungen liegen oftmals chronische Erkrankungen der Leber, vor allem eine Leberzirrhose, oder der Nieren, hier besonders eine chronische Niereninsuffizienz zugrunde. Auch die chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen Morbus Crohn und Colitis ulcerosa können die Ursache sein, da sie die Aufnahme von Vitamin im Darm oft massiv beeinträchtigen. Das Gleiche gilt für teilweise oder komplette Magenentfernungen sowie für eine Pankreasinsuffizienz.

Ebenso wie beim üblichen Vitamin D-Mangel sind vor allem die Knochen betroffen. Typisch sind Knochenschmerzen, Knochenerweichung und Knochenschwund sowie ein gesteigertes Frakturrisiko. Weitere mögliche Symptome sind Kopfschmerzen, Reizbarkeit und Muskelkrämpfe und eine erhöhte Infektanfälligkeit.