鈣調節蛋白是一種能與鈣離子結合的蛋白質。鈣離子被稱為細胞內的第二信使，其濃度變化可調節細胞的功能，這種調節作用主要是通過鈣調節蛋白而實現的。當鈣離子濃度低于10-6摩爾濃度時，鈣調素就不再與鈣離子結合，鈣調素和酶都復原為無活性態。因此，可以根據鈣離子濃度的變化來控制細胞內很多重要的生化反應。
與鈣結合后，CaM發生構型上的變化，成為一些酶的激活物。再與酶結合時，又引起酶的構型變化，使由非活性態轉為活性態，CaM-Ca2+成了這些酶作用時必不可缺的成分。CaM參與的生化反應很多，涉及不少關鍵性的酶，如:控制信息傳遞中，第二信使cAMP合成與分解的腺苷酸環化酶和磷酸二酯酶；在糖原合成與分解中能提供和儲存能量的磷酸化酶激酶和糖原合酶激酶。