低ビタミンDレベルと数種類の癌の発症リスクとの間には、潜在的な関連性が見出されている。観察研究のメタアナリシスでは、ビタミンD摂取量と25(OH)D値に関連したがん罹患リスクの減少が、特に大腸がんについて認められているが、その関連性の強さは弱いと分類されている。ランダム化比較試験では、ビタミンDサプリメントががん罹患リスクを低下させることは確認されていないが、いくつかのメタアナリシスでは、がん死亡の相対リスクは最大16％低下した。