De kalkalkaliene serie of kalkalkalische serie is in de geologie een serie van stollingsgesteente, magma en lava die relatief rijk is aan alkalimetalen ten opzichte van silica en arm aan ijzer ten opzichte van magnesium. Kalkalkalien magma is kenmerkend voor vulkanisme langs destructieve plaatgrenzen.
De term kalkalkalien werd ingevoerd door de Schotse mineraloog Martin Peacock in 1931. Sindsdien zijn er door auteurs verschillende betekenissen aan gegeven. De originele definitie van Peacock is niet langer algemeen in gebruik. In plaats daarvan leggen petrologen de scheiding meestal bij een lijn in een magnesium-ijzer-alkalidiagram.
De kalkalkalien serie is een onderverdeling van de alkaliene serie. Kalkalkalien gesteente onderscheidt zich van tholeiitisch gesteente in dat het bij een toenemend silicagehalte minder verrijkt raakt in ijzer. Een grotere verrijking in ijzer is kenmerkend voor de tholeiitische serie.
Kalkalkaliene series komen vrijwel uitsluitend voor langs subductiezones. Zulke magma's zijn kenmerkend voor gebergtezones, orogene gordels en eilandbogen.