細胞膜を7回貫通する受容体で,細胞外にN末端,細胞内にC末端を有する.リガンドが結合したGPCRは,三量体Gタンパク質(α-GDP,β,γ)を活性化し,αサブユニットのGDPの遊離を促進する.GDPが遊離したαサブユニットはα-GTPとなり,βγサブユニットと解離する.α-GTPとβγサブユニットはそれぞれ下流のエフェクター分子を活性化する.αサブユニットは,大きくGs,Gi,Gq,G12/13サブユニットに分けられ,異なるエフェクター分子を活性化する.
多様なリガンドを検知する細胞膜上のセンサー分子である.低分子化合物により機能制御可能であり,直接治療に結びつく創薬ターゲットとして重要である.