真核生物的細胞增殖遠比原核生物復雜的多。在細胞增殖和細胞周期的過程中，鈣調蛋白具有重要的調節作用。鈣調蛋白在細胞中的分布會隨著細胞周期的進行而遷移。在 G1 期，鈣調蛋白主要分布在細胞質中，可與含肌動蛋白的微絲束組裝結合；當細胞分裂進入 S 期時，發現鈣調蛋白開始向細胞核中遷移；當分裂到 G2 期時，鈣調蛋白集中在細胞核中；在 M 期（分裂期），鈣調蛋白主要聚集在極粒和染色體之間的半紡錘體上。說明在不同時期，鈣調蛋白在細胞中存在的位置是不同的。 [3]
影響細胞增殖的一個重要指標就是鈣調蛋白的水平，而激活鈣調蛋白依賴性激酶所需要的鈣離子閾濃度隨鈣調蛋白濃度的變化而變化。鈣調蛋白的水平與 G1 期長短和進入 S 期細胞的百分數有直接的相關性，說明鈣調蛋白濃度水平對 G1 期向 S 期過渡起關鍵作用。在動植物中，鈣調蛋白所參與的周期調控有明顯的不同，說明細胞增殖在物種不同的進化水平上存在顯著的差異。鈣調蛋白除了可以調控胞內細胞增殖，在胞外也可以促進細胞增殖。 [3]
在細胞增殖的過程中，鈣調蛋白只是調控機制中的一個重要的環節。鈣調蛋白調控細胞增殖的特點歸納為：第一，啟動 DNA 合成，促進 G1/S 期的過度；第二，促進 G1/M 期的過度；第三，調控染色體的移動，并促進細胞進入有絲分裂后期。