肌肉兴奋-收缩耦联的关键离子是钙离子（Ca2 ）。在肌肉细胞中，动作电位引发的一系列事件最终导致肌纤维的缩短。这个过程可以分为几个步骤：
首先，当神经冲动到达运动终板时，会触发接头后膜产生动作电位，此动作电位沿着肌膜传导至T管系统。T管系统的膜上存在电压门控钙通道，在动作电位的影响下这些通道开放，允许少量的Ca2 进入细胞内。
尽管这个过程中的Ca2 流入量相对较小，但它起到了信号传递的作用，激活了位于肌浆网上的ryanodine受体（RyRs）。Ryanodine受体会响应T管系统膜上电压变化而打开，导致大量储存于肌浆网内的Ca2 释放到细胞质中。
随着胞质内Ca2 浓度的升高，钙离子会与肌钙蛋白C结合，改变其构象，进而影响肌动蛋白和横桥之间的相互作用。具体来说，当Ca2 与肌钙蛋白C结合后，它会引起肌钙蛋白复合体的空间结构变化，暴露出肌动蛋白上的活性位点，使得横桥可以与之结合并进行滑行运动，从而实现肌肉的收缩。
因此，在整个兴奋-收缩耦联过程中，钙离子扮演了至关重要的角色。它是连接神经冲动和肌肉机械活动的关键分子，通过控制其浓度的变化来调节肌肉纤维的收缩状态。
