Calcium ist neben dem Eisen wohl das Metall mit der größten biologischen Bedeutung. Seine weite Verbreitung und gute Bioverfügbarkeit machen es zu einem zentralen Element bei der Ausbildung von Skelettmaterialien (ein erwachsener Mensch enthält ca. 1,5 kg Ca).

Ca²⁺-Ionen spielen neben K⁺ und Mg²⁺-Ionen aber auch eine überaus wichtige Rolle bei der Reizleitung, in biologischen Regelkreisen und bei der Informationsverarbeitung. Für diese Funktionen sind Ca²⁺-Ionen häufig an Phosphat-Ionen gebunden.

Es existiert eine große Zahl spezifischer Liganden, die ausschließlich für die physiologische Komplexierung von Ca²⁺-Ionen zuständig sind.

Biologische Funktionen von Ca²⁺-Ionen:

•   Außenskelette aus Calcit und Aragonit (CaCO₃)
•   Ca₃(PO₄)₂-Knochenmaterialien in Wirbeltieren
•   Regelelement bei der Zellteilung, Insulinbereitstellung, Blutgerinnung, Reizleitung
•   Koordinatives Zentrum bei der ATP-Dephosphorylierung, Photosynthese und dem Glykogenabbau