cGMP je běžným regulátorem vodivosti iontových kanálů, glykogenolýzy a buněčné apoptózy. Uvolňuje také tkáně hladkého svalstva. V cévách vede relaxace hladkých svalů cév k vazodilataci a zvýšenému průtoku krve.

cGMP je sekundární posel při fototransdukci v oku. Ve fotoreceptorech savčího oka přítomnost světla aktivuje fosfodiesterázu, která degraduje cGMP. Sodíkové iontové kanály v fotoreceptory jsou cGMP-uzavřené, takže degradaci cGMP příčiny sodíkových kanálů na blízko, což vede k hyperpolarizace z fotoreceptorů je plazmatická membrána a nakonec na vizuální informace, které jsou zaslány do mozku.

je také vidět, že cGMP zprostředkovává zapnutí přitažlivosti apikálních dendritů pyramidálních buněk v kortikální vrstvě v směrem k semaforinu-3A (Sema3a). Zatímco axony pyramidálních buněk jsou odpuzovány Sema3a, apikální dendrity jsou přitahovány. Přitažlivost je zprostředkována zvýšenými hladinami rozpustné guanylátcyklázy (SGC), které jsou přítomny v apikálních dendritech. SGC vytváří cGMP, což vede na posloupnost chemické aktivace, která má za následek přitažlivost k Sema3a. Absence SGC v axonu způsobí odpuzování od Sema3a. Tato strategie zajišťuje strukturální polarizace pyramidální neurony a koná se v embryonálním vývoji.

cGMP, stejně jako cAMP, se syntetizuje, když čichové receptory dostávají zápachový vstup. cGMP je produkován pomalu a má trvalejší život než cAMP, což jej zapojilo do dlouhodobých buněčných odpovědí na stimulaci zápachu, jako je dlouhodobá potenciace. cGMP v čichu je syntetizován jak membránovou guanylylcyklázou (mGC), tak rozpustnou guanylylcyklázou (sGC). Studie zjistily, že syntéza cGMP v čichu je způsobena aktivací sGC oxidem dusnatým, neurotransmiterem. cGMP také vyžaduje zvýšené intracelulární hladiny cAMP a zdá se, že spojení mezi dvěma druhými posly je způsobeno stoupajícími hladinami intracelulárního vápníku.