维生素D是一个大家族，包含维生素D2和维生素D3等多种形式，而维生素D3是维生素D的一种具体形式。
化学结构差异
维生素D2由麦角固醇经紫外线照射转化而来，其化学结构中有特定的侧链结构；维生素D3主要由人体皮肤中的7-脱氢胆固醇经紫外线照射转化生成，化学结构与维生素D2有细微差别，这种结构差异影响它们在体内的代谢过程。
体内吸收利用不同
在人体内，维生素D3的生物利用率相对较高。维生素D3被人体吸收后能更高效地参与体内钙磷代谢等生理过程。例如，维生素D3能促进肠道对钙的吸收，帮助维持血钙和血磷的正常水平，这一过程有相关的细胞和分子机制参与，而维生素D2在这些方面的效率相对稍低。
来源途径有别
维生素D2多来源于植物性食物，像某些真菌等；而维生素D3可以通过人体皮肤接受紫外线照射内源性产生，也可从动物性食物中获取，如深海鱼类等，内源性产生维生素D3是人体获取该物质的重要途径之一，不同来源途径使得两者在不同人群中的获取情况有所不同。
对不同人群影响有差异
对于儿童来说，皮肤合成维生素D3的能力随年龄增长而变化，儿童多晒太阳利于内源性维生素D3合成以促进骨骼发育；对于老年人，皮肤合成维生素D3的效率降低，可能更需要从饮食或补充剂中获取足够的维生素D3来维持骨骼健康等，而维生素D2在不同人群中的类似相关影响虽存在，但程度和方式与维生素D3有别。