Calci là chất khoáng thiết yếu cho hoạt động bình thường của rất nhiều quá trình nội và ngoại bào khác nhau bao gồm co cơ, dẫn truyền thần kinh, phóng thích hormone và đông máu. Ngoài ra, ion calci còn đóng một vai trò then chốt trong hệ thống truyền tin nội bào và liên quan đến quá trình điều hòa hoạt động của nhiều enzyme khác nhau. Do đó duy trì hằng định nội môi calci có ý nghĩa sống còn đối với cơ thể.

Nồng độ calci nội và ngoại bào đều được kiểm soát và điều hòa một cách chặt chẽ nhờ quá trình vận chuyển calci theo hai hướng qua màng bào tương và màng các bào quan như hệ thống lưới nội bào tương, hệ thống lưới nội bào tương của tế bào cơ và ty lạp thể. Sự vận chuyển ra khỏi khu vực bào tương vào bên trong các bào quan chứa nhiều protein gắn calci này có tác dụng duy trì nồng độ ion calci trong bào tương ở mức rất thấp, chỉ ở mức μmol (thấp hơn 1/1000 so với nồng độ calci huyết tương). Bởi vì calci hiện diện trong bào tương ở nồng độ thấp như vậy nên nó rất thích hợp cho hoạt động của nó trong vai trò chất truyền tin nội bào thứ hai.

Mặc dù có vai trò nội bào rất quan trọng nhưng khoảng 99% lượng calci của cơ thể được dự trữ ở xương (khoảng 1 kg calci). Tại đây calci liên kết với các ion khác để tạo nên các dạng tinh thể hydroxyapatite. Khoảng 1% calci của xương có thể trao đổi tự do với dịch ngoại bào và như vậy lượng calci này có vai trò đệm, hạn chế những dao động trong cân bằng calci.

Thuật ngữ "calci máu" (calcemia) là một thuật ngữ không chuẩn xác nhưng vẫn thường được dùng để miêu tả nồng độ của calci huyết tương. Nồng độ calci huyết tương toàn bộ dao động từ 8,8 đến 10,4 mg/dL (2,20 đến 2,60 mmol/L). Khoảng 40% calci toàn phần gắn với các protein huyết tương, chủ yếu là albumin. Khoảng 50% calci toàn phần ở dạng tự do ion hóa, là dạng có hoạt tính sinh học quan trọng nhất. Phần còn lại gắn với các hợp chất vô cơ khác như với phosphate và citrate. Định lượng calci ion hóa cung cấp những thông tin có giá trị chẩn đoán cao ở những bệnh nhân nghi ngờ có sự rối loạn nồng độ các protein gắn Ca.

Duy trì lượng calci dự trữ của cơ thể cũng như nồng độ calci huyết tương phụ thuộc vào lượng calci thu nhận hằng ngày qua ăn uống, hấp thu tại ống tiêu hóa và bài tiết ở thận. Mỗi ngày, lượng calci trong thức ăn được tiêu hóa vào khoảng 1000 mg. Cơ thể bài tiết vào ống tiêu hóa khoảng 200 mg/ngày theo dịch mật và các dịch tiết khác. Tùy thuộc vào nồng 1,25-dihydroxyvitamin D lưu hành mà có từ 200 đến 400 mg calci được hấp thu từ ống tiêu hóa. Phần còn lại từ 800 đến 1000 mg (20 to 25 mmol) mất qua phân. Cân bằng calci thực sự được duy trì thông qua sự bài tiết calci ở thận vào khoảng 200 mg/ngày (5 mmol/ngày).