Der Begriff Calcium-Homöostase bedeutet in der Zellbiologie, insbesondere der Zellphysiologie die Aufrechterhaltung einer konstanten Konzentration von Calcium-Ionen im Cytoplasma der Zelle. In Ruhe liegt die Konzentration sogenannter "freier" Calcium-Ionen typischerweise bei ca. 100-200 nM. Ein Anstieg der intrazellulären Calcium-Konzentration hat für die Zelle Signalwirkung und kann, je nach Lokalisation, Zeitverlauf und natürlich Zelltyp, unterschiedliche biochemische und physiologische Reaktionen hervorrufen. Durch verschiedene Regulationsmechanismen kehrt die Calcium-Konzentration schließlich wieder auf das Ausgangsniveau zurück. Ein unkontrollierter Anstieg der Calcium-Konzentration über einen längeren Zeitraum führt zum Tod der Zelle.

Verschiedene Transportprozesse wirken bei der Calcium-Homöostase zusammen:
1. Transport durch die Zellmembran,
2. Transport durch die Membran von Organellen, insbesondere des endoplasmatischen Retikulums und der Mitochondrien,
3. Diffusion von Calcium-Ionen im Zytoplasma und schließlich
4. Bindung an Calcium-bindende Proteine.