钙调节蛋白是一种能与钙离子结合的蛋白质。钙离子被称为细胞内的第二信使，其浓度变化可调节细胞的功能，这种调节作用主要是通过钙调节蛋白而实现的。当钙离子浓度低于10-6摩尔浓度时，钙调素就不再与钙离子结合，钙调素和酶都复原为无活性态。因此，可以根据钙离子浓度的变化来控制细胞内很多重要的生化反应。
与钙结合后，CaM发生构型上的变化，成为一些酶的激活物。再与酶结合时，又引起酶的构型变化，使由非活性态转为活性态，CaM-Ca2+成了这些酶作用时必不可缺的成分。CaM参与的生化反应很多，涉及不少关键性的酶，如:控制信息传递中，第二信使cAMP合成与分解的腺苷酸环化酶和磷酸二酯酶；在糖原合成与分解中能提供和储存能量的磷酸化酶激酶和糖原合酶激酶。