调用栈（英语：Call stack，港台称“呼叫堆叠”，英文直接简称为“栈”（the stack））别称有：执行栈（execution stack）、控制栈（control stack）、运行时栈（run-time stack）与机器栈（machine stack），是计算机科学中存储有关正在运行的子程序的消息的栈。有时仅称“栈”，但栈中不一定仅存储子程序消息。几乎所有计算机程序都依赖于调用栈，然而高级语言一般将调用栈的细节隐藏至后台。
调用栈最经常被用于存放子程序的返回地址。在调用任何子程序时，主程序都必须暂存子程序运行完毕后应该返回到的地址。因此，如果被调用的子程序还要调用其他的子程序，其自身的返回地址就必须存入调用栈，在其自身运行完毕后再行取回。在递归程序中，每一层次递归都必须在调用栈上增加一条地址，因此如果程序出现无限递归（或仅仅是过多的递归层次），调用栈就会产生栈溢出。
功能
调用栈的主要功能是存放返回地址。除此之外，调用栈还用于存放：
- 本地变量：子程序的变量可以存入调用栈，这样可以达到不同子程序间变量分离开的作用。
- 参数传递：如果寄存器不足以容纳子程序的参数，可以在调用栈上存入参数。
- 环境传递：有些语言（如Pascal与Ada）支持“多层子程序”，即子程序中可以利用主程序的本地变量。这些变量可以通过调用栈传入子程序。
实例
汇编语言
以下MIPS汇编语言程序计算{\displaystyle 3^{2}+4^{2}}
s0。
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 |
main: li $a0, 3 li $a1, 4 jal sumsq move $s0, $v0 j mainend sumsq: addi $sp, $sp, -4 # 在堆疊上分配空間 sw $ra, 0($sp) # 將sumsq的返回位址存入堆疊中 jal square move $t0, $v0 move $a0, $a1 jal square add $v0, $v0, $t0 lw $ra, 0($sp) # 從堆疊中取回sumsq的返回位址 addi $sp, $sp, 4 # 釋出堆疊上分配的空間 jr $ra square: mult $a0, $a0 mflo $v0 jr $ra mainend: |
这里，主程序（main）调用“sumsq”子程序并将返回地址存入寄存器ra，但是“sumsq”子程序需要调用“square”子程序。为保证sumsq的返回地址不被重写，这个地址被存储在栈中。在square子程序返回后，sumsq再从栈中取回其自身的返回地址。