แคลเซียมในอาหารที่รับประทานจะถูกดูดซึมไปยังกระแสเลือดจากลำไส้เล็ก เพื่อไปสร้างกระดูกและฟัน ร้อยละ 98 ของแคลเซียมในสารน้ำที่อยู่ภายนอกเซลล์ (extracellular fluid) ถูกควบคุมและถูกปรับโดยต่อมพาราธัยรอยด์และโปรตีนในเลือดให้อยู่ในเกณฑ์และ ให้มีค่าคลาดเคลื่อนได้ไม่เกินร้อยละ 5 ของแคลเซียมที่ระดับปกติ

ร้อยละ 50 ของแคลเซียมในเลือดจะเป็นประเภทที่แตกตัวเป็นไอออนได้ เรียกว่า ไอออนไนซ์แคลเซียม (ionized calcium) หรือแคลเซียมอิสระ ส่วนแคลเซียมที่เหลือจะจับตัวอยู่กับโปรตีนในเลือด ไอออนไนซ์แคลเซียมมีบทบาทสำคัญใน

  • การทำให้เลือดแข็งตัว
  • การทำงานของหัวใจกล้ามเนื้อ ประสาท
  • การซึมซ่านผ่านได้ของผนังเซลล์ (membrane permeability)

พาราธัยรอยด์ฮอร์โมน (parathyroid hormone) สามารถทำให้ระดับของแคลเซียมในเลือดสูงขึ้น โดย

  • กระตุ้นเซลล์ทำลายกระดูก (osteoclasts) ให้ปล่อยเกลือแคลเซียมจากกระดูก
  • ช่วยการดูดกลับ (reabsorption) ของแคลเซียมจากลำไส้
  • ให้เซลล์ที่ท่อไตกักเก็บแคลเซียมไว้

ส่วนปัจจัยอื่นๆ ที่มีอิทธิพลต่อระดับแคลเซียมในเลือด ได้แก่ วิตามินดี จะช่วยกระตุ้นการดูดซึมแคลเซียมที่ลำไส้เล็ก ส่วนฮอร์โมนแคลซิโตนิน (calcitonin) ทำหน้าที่ขับแคลเซียมออกทางไต

ผู้ป่วยมีภาวะแคลเซียมในเลือดสูง (hypercalcemia) เนื่องจากระดับอัลบูมินในเลือดมีค่าต่ำกว่าปกติ ทั้งนี้เพราะร้อยละ 80 ของแคลเซียมในเลือดจะจับตัวอยู่กับอัลบูมิน อีกร้อยละ 20 จะจับกับโกลบูลิน แคลเซียมในรูปแบบนี้จะอยู่ในสมดุลกับรูปแบบไอออนไนซ์ และขึ้นกับความเข้มข้นของประจุลบและความเป็นกรดด่างของเลือด ความสมดุลนี้สำคัญ เนื่องจากว่าไอออนไนซ์แคลเซียมเป็นตัวที่ออกฤทธิ์ในร่างกาย ภาวะความเป็นด่างในร่างกาย (alkalosis) จะเพิ่มการจับของแคลเซียมโดยโปรตีน ทำให้รูปแบบอิสระหรือไอออนไนซ์แคลเซียมลดลง ภาวะความเป็นกรดในร่างกาย (acidosis) ให้ผลในทางตรงกันข้าม

อาการและอาการแสดงของภาวะแคลเซียมในเลือดต่ำ (hypocalemia) จะเด่นชัดขึ้นในผู้ป่วยที่เกิดภาวะเลือดเป็นด่างจากระบบหายใจ (respiratory alkalosis) หรือจากการเผาผลาญ (metabolic alkalosis) ขณะที่ภาวะแคลเซียมในเลือดสูง (hypercalcemia) จะเด่นชัดขึ้นในผู้ป่วยที่มีภาวะเลือดเป็นกรดจากระบบเผาผลาญ (metabolic acidosis) หรือจากระบบหายใจ (respiratory acidosis)

ดังนั้นค่าแคลเซียมทั้งหมด (Total calcium) ที่วัดได้จากการตรวจห้องปฏิบัติการมีความสำคัญน้อยกว่าส่วนที่เป็นไอออนไนซ์ ปัจจัยที่มีความสำคัญทางคลินิกที่ใช้ในการพิจารณาไอออนไนซ์แคลเซียมคือ โปรตีนในเลือดโดยเฉพาะอย่างยิ่งอัลบูมิน ดังนั้นในผู้ป่วยที่มีอัลบูมินในเลือดต่ำ (hypoalbuminemia) จะต้องได้รับการแก้ไขค่านี้ เพื่อสะท้อนค่าแคลเซียมส่วนที่เป็นอิสระที่เป็นตัวออกฤทธิ์

มีปัจจัยอื่นที่มีผลต่อความสมดุลของแคลเซียมและโปรตีนเช่นกัน เช่นในภาวะที่มีโซเดียมในเลือดต่ำ (hyponatremia) อย่างรุนแรง อาจพบว่าการจับของแคลเซียมกับโปรตีนเพิ่มขึ้น ภาวะอุณหภูมิในร่างกายต่ำกว่าปกติ (hypothermia) อาจจะลดการจับของแคลเซียม