كلوريد كالميدازوليوم هو جزيء صغير يعمل كمضاد للكالموديولين ومثبط لبروتين قنوات الكالسيوم. يتميز بتثبيطه غير التنافسي لنشاط إنزيم Ca2+-ATPase في الصفائح الدموية والشبكة الهيولية العضلية، كما يثبط نشاط نقل Ca2+ في الجسيمات الدقيقة للصفائح الدموية. في خلايا هيلا، يحفز كلوريد كالميدازوليوم آلية لدخول الكالسيوم الخلوي تختلف عن آلية دخول الكالسيوم المعتمدة على المخازن، دون استنفاد مخازن الكالسيوم، حيث يقوم بحشد المخازن وإحداث إشارة كالسيوم عبر تنشيط فوسفوليباز C. كما يثبط كلوريد كالميدازوليوم نشاط إنزيم أكسيد النتريك المكون (NOS) في الشريان الأورطي للفئران دون التأثير على الإنزيم المحرض. في خلايا الورم الأرومي العصبي N1E-115، يستخدم كلوريد كالميدازوليوم لدراسة اعتماد إنزيم أكسيد النتريك العصبي (nNOS) على الكالموديولين، حيث يزيد من مستويات cGMP مما يشير بشكل غير مباشر إلى زيادة إنتاج NO بواسطة nNOS. بالإضافة إلى ذلك، يثبط كلوريد كالميدازوليوم نشاط إنزيم كالموديولين ن-ميثيل ترانسفيراز.