La calmodulina (CaM) es una proteína acídica intracelular, de bajo peso molecular y termoestable que se localiza principalmente en el cerebro y el corazón, y que se expresa en todas las células eucariotas, siendo uno de los reguladores en la transducción de la señal de calcio en la célula. Actúa como receptor de Ca2+, gracias a que presenta cuatro sitios de unión al ion Ca con una alta afinidad, pero siempre de forma reversible. Ésta se asocia a multitud de proteínas diferentes, y en su estado de unión al ion Ca2+ modula sus actividades; por ejemplo, se encarga de regular una gran variedad de enzimas.
La calmodulina realiza un papel muy importante en el metabolismo energético, pues -ligada a la fosforilasa quinasa- activa la glucogenólisis. Por otra parte, es importante destacar que presenta una estructura similar a la troponina C (70% de similitud) lo cual le permite la sincronización de la contracción muscular.