钙（Ca）为维持肌肉收缩、神经传导、激素释放、及血液凝固等功能正常所必需。此外，其他多种代谢过程需正常的血钙浓度
机体钙平衡的维持（避免 低钙血症 与 高钙血症） 主要取决于
饮食摄入量
胃肠道对钙的吸收
肾脏对钙的排泄
如果饮食均衡，机体摄入钙量约为每日1000 mg。每日约有200 mg钙通过胆汁或其他胃肠道分泌液排出体外。根据循环甲状旁腺激素(PTH)和活性维生素D，特别是1,25（OH）2D（1,25-二羟胆钙化醇，钙化醇）的浓度，每日肠道约吸收200～400 mg钙（见维生素D缺乏）。其余的800～1000mg由粪便排出体外。肾脏平均每天排出200毫克的钙，这还取决于血PTH与 降钙素的 水平。
细胞内外的钙离子浓度通过细胞和细胞器如内质网、肌细胞中肌浆网、及线粒体的质膜两侧的双向钙离子转运而受到严密调节。
离子钙 是生理活性的形式。细胞中的钙离子浓度保持于微克分子水平（<血钙浓度1/1000）。作为细胞内的第二信使，钙离子参与骨骼肌收缩，心肌和平滑肌的兴奋-收缩偶联，蛋白激酶的活化和酶的磷酸化等体内过程。钙还参与其他细胞内信使的作用，如cAMP（环腺苷单磷酸）和肌醇1,4,5-三磷酸，从而介导细胞对多种激素的反应，包括肾上腺素、胰高血糖素、加压素（抗利尿激素）、促胰液素和胆囊收缩素。
尽管钙在细胞内有重要作用，但体内99%左右的钙是以羟基磷灰石结晶的形式存在于骨骼中。骨骼中的钙约有1%能与细胞外液中的钙自由交换，因此，这部分钙可缓冲钙平衡过程中发生的变化。
正常血清总钙浓度范围为8.8～10.4 mg/dL（2.20～2.60 mmol/L）。血液中钙总量的40%左右与血浆蛋白，主要是白蛋白结合。其余的60%包括钙离子及钙与磷和枸橼酸的复合物。临床实验室所测定的通常是总钙（即蛋白结合钙、钙复合物和钙离子）。
理想情况下, 应估算或测定离子钙（或游离钙） ，因为它是血液中钙的生理活性形式。血清离子钙与总钙水平不一定始终关联。
通常假定钙离子占血清总钙的50%左右。
可以根据血清总钙和血清白蛋白水平来估计离子钙（参见离子钙浓度的估计）。
直接测定钙离子因技术上的困难，一般仅用于怀疑其血浆中蛋白与钙的结合有重大变化的患者。
离子钙的正常浓度范围内在不同实验室之间略有差异，但通常是4.7至5.2mg/dL（1.17至1.30mmol/l）。
钙代谢的调节
钙代谢和磷（见磷酸盐浓度紊乱概述）代谢密切相关，两者的平衡主要受甲状旁腺激素（PTH），维生素D及降钙素调节，但后者作用较小。
钙和磷浓度与其化学结合为磷酸钙的能力有关。正常情况下，钙和磷酸盐的浓度乘积（单位:mg/dL)估计为<60 mg2/dL2(<4.8mmol2/L2);当产品超过70 mg2/dL2 (5.6 mmol2/L2)时，更有可能在软组织中析出磷酸钙晶体。即使钙磷乘积偏低（>55mg2/dL2 [4.4 mmol2/L2]），慢性肾病患者仍可能发生血管钙化，加速动脉粥样硬化。
甲状旁腺激素
甲状旁腺激素 是由甲状旁腺分泌。它有几个作用，但也许最重要的是预防低钙血症。 甲状旁腺细胞在感知血钙浓度的下降后即释放细胞内已经形成的PTH进入血循环。PTH通过增加肾脏和肠道对钙的吸收以及从骨骼中快速动员钙与PO4（骨质重吸收），可在数分钟内使血钙升高。
肾脏中钙的排泄一般和钠的排泄相平行，并接受在近曲小管中控制钠转运的那些因子的调节。但是，PTH增加远曲小管中钙的重吸收，这一作用与肾的排钠机制无关。
PTH还减少肾对磷的重吸收，使肾排磷量增加。由于PTH使血钙水平上升，而肾排磷增加可防止血钙和血磷的溶解度积过高。
PTH也通过促使维生素D 转化为活性最高的骨化三醇来增加血清钙。此类型的维生素D可提高肠道对饮食中钙吸收的百分比。尽管钙吸收增多，但PTH分泌长期升高通常会导致更多的骨质吸收，因其抑制成骨细胞功能而刺激破骨细胞活性。PTH和维生素D都是骨生长和骨重塑的重要调节剂（另见维生素D缺乏症和依赖症）。
放射免疫测定完整的甲状旁腺激素分子是推荐的方法来测试甲状旁腺激素。用于检测完整PTH的第二代检测方法可用。这些测试方法测量生物可利用的 PTH 或完全 PTH。它们给出的值等于旧测定法获得值的 50% 到 60%。这两种类型的测定法均可用于诊断原发性甲状旁腺功能亢进或监测慢性肾病时的继发性甲状旁腺功能亢进，需要注意不同检测方法对应的正常范围。
PTH能增加尿cAMP。有时，在诊断假性甲状旁腺功能减退时会测量总cAMP排泄或肾源性cAMP排泄。
降钙素
降钙素 由甲状腺滤泡旁细胞（C 细胞）分泌。降钙素 倾向于通过增强细胞摄取、肾排泄和骨形成来降低血清钙浓度。降钙素对骨代谢的影响远小于甲状旁腺激素或维生素D。
