칼슘은 주기율표 제2족에 속하는 알칼리토금속 원소이며 분자량이 40인 2가 양이온이다.

칼슘은 우유 및 유제품(요구르트나 치즈류), 뼈째 먹는 생선, 짙푸른 채소에 다량 함유되어 있으며 해조류, 두류, 곡류 등에도 있다. 이 중 우유 및 유제품은 칼슘 함량이 높고 체내 이용률이 좋아서 칼슘의 가장 우수한 급원식품이다. 이외에도 칼슘이 풍부한 식품으로 칼슘 고형두부, 배추, 케일, 브로콜리, 칼슘강화 오렌지주스 등이 있다. 이외에도 이들 식품의 추출물 또는 다음의 합성원료를 첨가한 가공식품과 칼슘 보충용 식품도 좋은 급원식품이다.

뼈의 생성 및 유지
칼슘은 골격과 치아의 구성성분으로 체내 칼슘 함량의 약 99%가 여기에 존재하며, 근육, 신경의 정상적인 기능 유지에도 관여한다. 칼슘은 또한 골격 근육과 심근육 세포의 수축 및 이완작용을 조절하며, 혈액 응고와 관련된 많은 효소의 작용에 꼭 필요한 영양소이다.

뼈에는 조골세포(osteoblast)와 파골세포(osteoclast)의 세포로 이루어져 있다. 조골세포에서는 콜라겐을 분비하여 뼈의 지지 구조물을 형성하고, 조골세포가 골세포(osteocyte)로 성숙된 후 뼈의 석회화를 일으킨다. 따라서 칼슘의 섭취가 많을 수록 혈중 칼슘 농도가 유지되어 칼슘이 뼈의 형성에 사용될 수 있다. 이와는 달리, 파골세포는 부갑상선 호르몬에 의해 자극되고 칼슘이 부족한 식사를 했을 때, 크게 활성화된다. 활성화된 파골세포에 의해 뼈에서 칼슘을 방출하여 혈액으로 들어가게 한다. 혈중 칼슘 농도가 낮아지면 파골세포의 활성화가 촉진된다. 이러한 조골세포와 파골세포의 골회전(bone turnover, bone remodeling)에 의해 뼈가 형성되고 분해되고 있다. 따라서 칼슘의 섭취는 뼈의 생성 및 유지에 중요하다.

근육의 수축과 이완
근육에는 근육 단백질인 액틴(actin)과 미오신(myosin)이 존재한다. 신경자극으로 근육이 흥분되면 세포 안의 소포체에 저장된 칼슘이 방출되면서 두 단백질은 상호결합하게 되면서 근육이 수축된다. 방출된 칼슘이온이 세포내 저장고로 되돌아가면 액틴과 미오신이 분리되면서 수축된 근육이 이완된다.

신경전달
신경세포에 활동전위가 도달하면 세포 외액으로부터 신경세포내로 칼슘이온의 유입이 촉진된다. 세포내 칼슘이온의 농도가 올라가면 신경전달물질이 방출되어 신경자극이 전달된다. 칼슘은 다른 이온들이 신경세포 내외로 이동하는 데도 관여한다.

혈액응고
또한 칼슘이온은 혈액응고에 관여하는 단백질인 피브린(fibrin)을 형성하는 반응에 필수적이다. 한 예로 칼슘은 프로트롬빈(prothrombin)을 트롬빈(thrombin)으로 전환시키는 데 작용한다. 이렇게 생긴 트롬빈(thrombin)이 피브리노겐(fibrinogen)을 불용성의 피브린(fibrin)으로 전환시킴으로써 혈액이 응고된다. 따라서 칼슘 없이는 혈액응고가 이루어 질 수 없다.