Il dosaggio del calcio ionizzato misura la quota di calcio libero nel sangue, che rappresenta circa il 45-50% del calcio totale ed è la forma fisiologicamente attiva, responsabile della contrazione muscolare, della trasmissione nervosa e della coagulazione. A differenza del calcio totale, il calcio ionizzato non è influenzato dalle variazioni di albumina plasmatica, rendendolo un indicatore più affidabile in pazienti con ipoalbuminemia, insufficienza renale, sepsi o in terapia intensiva. Il campione di sangue — arterioso o venoso — viene analizzato con un elettrodo ione-selettivo presente nell'emogasanalizzatore, fornendo il risultato in pochi minuti. I valori normali sono compresi tra 1,15 e 1,30 mmol/L. Livelli ridotti (ipocalcemia ionizzata) possono causare parestesie, tetania e aritmie cardiache; livelli elevati (ipercalcemia ionizzata) si associano a nausea, poliuria, confusione e rischio di arresto cardiaco.