GPCR terlibat dalam pelbagai proses fisiologi. Beberapa contoh peranan fisiologi mereka termasuk:

1. Deria visual: Opsin menggunakan tindak balas fotoisomerisasi untuk menterjemah sinaran elektromagnet menjadi isyarat sel. Rodopsin sebagai contoh menggunakan penukaran 11-cis-retinal kepada all-trans-retinal untuk tujuan ini.
2. Deria rasa: GPCR dalam sel rasa mengantara pembebasan gustdusin sebagai tindak balas kepada bahan rasa pahit, umami dan manis.
3. Deria bau: Reseptor epitelium olfaktori mengikat bahan bau (reseptor olfaktori) dan feromon (reseptor vomeronasal)
4. Peraturan tingkah laku dan mood: Reseptor dalam otak mamalia mengikat beberapa neurotransmiter yang berbeza, termasuk serotonin, dopamina, histamin, GABA dan glutamat
5. Pengawalseliaan aktiviti sistem imun dan keradangan: reseptor kemokin mengikat ligan yang menjadi pengantara komunikasi antara sel-sel sistem imun; reseptor seperti reseptor histamin mengikat mediator inflamasi dan melibatkan jenis sel sasaran dalam tindak balas keradangan. GPCR juga terlibat dalam modulasi imun, contohnya mengawal induksi interleukin[22] atau menyekat tindak balas imun yang disebabkan oleh TLR daripada sel T.[23]
6. Penghantaran sistem saraf autonomi: Kedua-dua sistem saraf simpatetik dan parasimpatetik dikawal oleh laluan GPCR, bertanggungjawab untuk mengawal banyak fungsi automatik badan seperti tekanan darah, denyutan jantung dan proses pencernaan
7. Penderiaan ketumpatan sel: Peranan GPCR baru dalam mengawal penderiaan ketumpatan sel.
8. Modulasi homeostasis (cth, keseimbangan air).[24]
9. Terlibat dalam pertumbuhan dan metastasis beberapa jenis tumor.[25]
10. Digunakan dalam sistem endokrin untuk hormon derivatif peptida dan asid amino yang mengikat GCPR pada membran sel sel sasaran. Ini mengaktifkan cAMP, yang seterusnya mengaktifkan beberapa kinase, membolehkan tindak balas selular, seperti transkripsi.