In für Depressionen relevanten Arealen des Gehirns befinden sich Andock­stellen für Vitamin-D-Rezeptoren. Daraus lässt sich schließen, dass Vitamin D bei der Entstehung sowie der Verstärkung von Depressionen und chronischer Müdigkeit beteiligt ist. Menschen, die über einen längeren Zeitraum einen Vitamin-D-Spiegel von unter 20 ng / ml aufweisen, haben ein vierfach höheres Risiko, an einer Depression zu erkranken.
Eine niedrige Vitamin-D-Konzentration soll mit die Hauptursache für die sogenannte Winter­depression bzw. für den im anglo­amerika­nischen Sprachraum mehr gebräuchlichen Ausdruck »winter blues« verantwortlich sein. Der »winter blues« betrifft ca. 20 % unserer Bevölkerung und ist die leichtere Form einer SAD (saisonal affective disorder), die immerhin noch bis zu 2 % der Bevölkerung in den Wintermonaten betrifft.
Darüber hinaus scheint eine Vitamin-D-Substitution auch bei schweren Depressionen hilfreich zu sein, hier v. a. bei der Alters­depression oder im Rahmen einer neuro­degenerativen Erkrankung wie z. B. der Multiplen Sklerose.