Vitamina D este esențială pentru reproducerea la animale, însă rolul ei în fertilitatea umană a fost insuficient investigat până în prezent. În ceea ce privește fertilizarea in vitro, informațiile privind vitamina D sunt puține și contradictorii.

Un studiu publicat în 2014 în The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism și-a propus să verifice modul în care nivelul seric al vitaminei D influențează rezultatele fertilizării in vitro. 

La studiu au participat 335 de femei, cu vârsta cuprinsă între 18-42 de ani, care urmau un program de fertilizare in vitro la o clinică din Milano. Cercetătorii le-au evaluat nivelul de vitamina D înainte de procedură și au observat că 154 de participante aveau un nivel mai mic de 20 ng/mL, iar celelalte 181 un nivel de cel puțin  20 ng/mL. 

Tuturor participantelor li s-a implantat același număr de embrioni. Ulterior s-a observat că în cazul femeilor cu nivelul seric de vitamina D cel mai ridicat (peste 30 ng/mL) șansele unei sarcini au fost cele mai mari. În grupul de participante cu un nivel sub  20 ng/mL al vitaminei D proporția sarcinilor a fost de 20%, în timp ce la participantele cu un nivel peste  20 ng/mL proporția a crescut la 31%.

Deși relația corelațională dintre vitamina D și succesul fertilizării in vitro a fost confirmată, este nevoie de studii suplimentare pentru a verifica și o posibilă relație de tip cauză-efect între acestea.