Calmodulin (kurz: CaM) ist ein Calcium-bindendes regulatorisches Protein, welches in allen Eukaryonten hochkonserviert vorkommt. Calmodulin spielt in Second Messenger-Systemen eine wichtige Rolle. Es gehört zu der Gruppe der EF-Hand-Proteine. Als EF-Hand wird die Struktur der Calcium-bindenden Region bezeichnet, die eine typische Helix-Schleife-Helix-Struktur bildet. Diese Gruppe ist eine der zwei wichtigen Calcium-bindenden Proteine, hinzu kommt noch die Gruppe der Annexine.

  Ziele des aktiven Ca²⁺/Calmodulin Komplex sind beispielsweise die CaM-abhängige Kinase (CaMK), die Adenylylcyclase, die Phosphatase Calcineurin und die endotheliale NO-Synthase (eNOS).

Einige Stoffe wie das W-7 hemmen das Protein als Calmodulin-Inhibitoren, indem sie das für Enzymaktivierungen notwendige Calcium aus der Zelle transportieren.