血管鈣化是一種涉及多箇環節且受多種因素共同作用的病理過程，其與骨骼中的礦物化過程具有類似的生理特徵。簡單來說，血管鈣化是受多種促進血管鈣化因素（如性別、年齡、血脂、血壓等）影響下，體內多種調節分子發生變化，從而促使血管平滑肌細胞和鈣化血管細胞等多種來源的細胞生成基質囊泡，在生成磷灰石結晶的過程中參與礦化。研究發現，易損斑塊通常伴隨多箇小的鈣化點，這些小的鈣化點可降低動脈粥樣硬化斑塊邊緣的應力，進而改變斑塊的穩定性。這也是血管鈣化在預測心血管事件發生方面的理論基礎。因此，降低血管鈣化對於降低心血管事件的發生至關重要。目前，關於血管鈣化的主要理論是血管平滑肌細胞向成骨細胞表型轉化的理論。研究發現，在鈣化的血管壁上，血管平滑肌細胞可以轉化為成骨細胞，並透過細胞內訊號傳導介導骨基質在血管壁上的沉積。
血管鈣化是心血管系統中異位鈣化的一種，也是多種疾病的病理生理基礎之一。血管鈣化是動脈粥樣硬化的必然特徵之一，它會改變動脈的力學性質，增加斑塊和血管破裂的風險，在動脈介入手術中也會小心斑塊穩定性。此外，血管鈣化還可能導致主動脈狹窄、外周血管阻塞缺血、心肌缺血和心肌梗死。腦和心臟的小動脈鈣化可能會引發中風和心力衰竭等問題。