Prawidłowe stężenie testosteronu, odpowiednia kompozycja składu ciała i siła mięśniowa w wielu dyscyplinach odgrywają znaczącą rolę w procesie optymalizacji formy sportowej. Osoby charakteryzujące się niedoborem witaminy D mają wyższe ryzyko występowania hipogonadyzmu. Suplementacja witaminy D przy niskich, wyjściowych stężeniach testosteronu może zwiększyć stężenie testosteronu u mężczyzn. Z uwagi na lipofilność witaminy D, nadmiernie rozwinięta tkanka tłuszczowa zwiększa ryzyko niedoborów witaminy D poprzez wiązanie jej w adipocytach. Sportowcy o wyższym wskaźniku BMI (ang. Body Mass Index – wskaźnik masy ciała), nawet mieszczącym się w granicach normy (18,5-24,9 kg/m2) mogą wymagać wyższych dawek suplementacyjnych witaminy D. Odkrycie VDR (ang. Vitamin D Receptor – receptor witaminy D) w obrębie tkanki mięśniowej dało podstawy by sądzić, że witamina D ma wpływ na siłę mięśniową. Stężenie 25 (OH) D jest dodatnio skorelowane z siłą mięśniową. Suplementacja witaminy D3 zwiększa siłę mięśniową od 1,37% do 18,75%. Suplementacja witaminy D2 nie zwiększa siły mięśniowej. Istnieje ograniczona liczba publikacji naukowych traktujących o wpływie witaminy D na stężenie testosteronu, kompozycji sylwetki i siłę mięśniową, jednak przeprowadzone badania jednoznacznie wskazują na korzyści wynikające z odpowiedniego odżywienia witaminą D. Optymalne stężenie w surowicy krwi 25 (OH) D wynosi 30-50 ng/ml. W okresie od września do kwietnia zalecana jest suplementacja dla ogółu społeczeństwa w dawce 800-2000 UI witaminy D3 dziennie.