cGMP is een veel voorkomende regulator van ionkanaalgeleiding, glycogenolyse en cellulaire apoptose. Het ontspant ook gladde spierweefsels. In bloedvaten leidt ontspanning van vasculaire gladde spieren tot vasodilatatie en verhoogde bloedstroom.
cGMP is een secundaire boodschapper in fototransductie in het oog. In de fotoreceptoren van het zoogdieroog activeert de aanwezigheid van licht fosfodiësterase, die cGMP afbreekt. De natriumionkanalen in photoreceptoren zijn cGMP-gated, zodat degradatie van cGMP veroorzaakt natriumkanalen te sluiten, die tot de hyperpolarisatie van het plasmamembraan van de photoreceptor en uiteindelijk tot visuele informatie leidt die naar de hersenen wordt verzonden.
cGMP kan ook het inschakelen van de aantrekking van apicale dendrieten van piramidale cellen in corticale laag V naar semaforine-3A (Sema3a) bemiddelen. Terwijl de axonen van piramidale cellen worden afgestoten door Sema3a, worden de apicale dendrieten ertoe aangetrokken. De aantrekking wordt gemedieerd door de verhoogde niveaus van oplosbare guanylaatcyclase (SGC) die aanwezig zijn in de apicale dendrieten. SGC genereert cGMP, wat leidt tot een sequentie van chemische activaties die resulteren in de aantrekking naar Sema3a. de afwezigheid van SGC in het axon veroorzaakt de afstoting van Sema3a. deze strategie zorgt voor de structurele polarisatie van piramidale neuronen en vindt plaats in embryonale ontwikkeling.
cGMP wordt, net als cAMP, gesynthetiseerd wanneer reukreceptoren geurinvoer ontvangen. cGMP wordt langzaam geproduceerd en heeft een duurzamer leven dan cAMP, wat het betrokken heeft bij cellulaire reacties op geurstimulatie op lange termijn, zoals potentiëring op lange termijn. cGMP in de reukstof wordt gesynthetiseerd door zowel membraanguanylylcyclase (mGC) als oplosbare guanylylcyclase (sGC). Studies hebben aangetoond dat cGMP synthese in de reuk is toe te schrijven aan sGC activering door stikstofmonoxide, een neurotransmitter. cGMP vereist ook verhoogde intracellulaire niveaus van cAMP en de link tussen de twee tweede boodschappers lijkt te zijn toe te schrijven aan stijgende intracellulaire calciumniveaus.