G-proteíny sú proteíny, ktoré sa skladajú z troch podjednotiek - α, β, γ, preto sa jedná o trimér. Neaktívna forma G-proteínu viaže GDP (odtiaľ názov G-proteínu - proteín viažúci guanínové nukleotidy). Pri aktivácii sa GDP na α-podjednotke sa vymení za GTP a komplex sa rozpadne na aktivovanú α-podjednotku s naviazaným GTP a βγ-komplex. Zvyčajne α-podjednotka interaguje s určitým enzýmom (podľa typu G-proteínu), čím ho môže aktivovať alebo inhibovať. α-podjednotka má tiež GTP-ázovú aktivitu a po určitom čase hydrolyzuje GTP na GDP, čím sa sama inaktivuje, spojí sa s komplexom βγ a opäť vytvorí komplex αβγ. G-proteín je následne pripravený na prijatie ďalšieho signálu (viď videá k jednotlivým typom G-proteínov - odkazy nižšie), ktorý sprostredkuje príslušný receptor asociovaný s G-proteínom.
Existuje viacero typov G-proteínov:
Gs-proteín - G-stimulačný proteín - po aktivácii aktivuje membránový enzým adenylát cyklázu (AC)
Gi-proteín - G-inhibičný proteín - po svojej aktivácii inhibuje membránový enzým adenylát cyklázu (AC)
Gp-proteín - G-proteín, ktorý po svojej aktivácii aktivuje membránový enzým fosfolipázu C (PLC)
Gk-proteín