cGMP jest powszechnym regulatorem przewodnictwa kanałów jonowych, glikogenolizy i apoptozy komórkowej. Rozluźnia również tkanki mięśni gładkich. W naczyniach krwionośnych rozluźnienie mięśni gładkich naczyń prowadzi do rozszerzenia naczyń krwionośnych i zwiększonego przepływu krwi.

cGMP jest wtórnym przekaźnikiem w fototransdukcji w oku. W fotoreceptorach oka ssaków obecność światła aktywuje fosfodiesterazę, która degraduje cGMP. Kanały jonowe sodu w fotoreceptorach są bramkowane cGMP, więc degradacja cGMP powoduje zamknięcie kanałów sodowych, co prowadzi do hiperpolaryzacji błony plazmatycznej fotoreceptora i ostatecznie do informacji wizualnej wysyłanej do mózgu.

CGMP jest również postrzegany jako pośrednik w włączaniu przyciągania dendrytów wierzchołkowych komórek piramidalnych w warstwie korowej V w kierunku semaforyny-3A (Sema3a). Podczas gdy aksony komórek piramidalnych są odpychane przez Sema3a, dendryty wierzchołkowe są do niego przyciągane. Przyciąganie jest pośredniczone przez zwiększony poziom rozpuszczalnej cyklazy guanylowej (SGC), które są obecne w dendrytach wierzchołkowych. SGC generuje cGMP, prowadząc do sekwencji aktywacji chemicznych, które powodują przyciąganie do Sema3a. brak SGC w aksonie powoduje odpychanie od Sema3a. ta strategia zapewnia strukturalną polaryzację neuronów piramidalnych i odbywa się w rozwoju embrionalnym.

cGMP, podobnie jak cAMP, jest syntetyzowany, gdy receptory węchowe otrzymują zapachowy wkład. cGMP jest produkowany powoli i ma bardziej długotrwałe życie niż cAMP, co wiązało się z długotrwałymi odpowiedziami komórkowymi na stymulację zapachową, taką jak długotrwałe wzmacnianie. cGMP w węchu jest syntetyzowany zarówno przez błonową cyklazę guanylylową (MGC), jak i rozpuszczalną cyklazę guanylylową (sGC). Badania wykazały, że synteza cGMP w węchu jest spowodowana aktywacją SGC przez tlenek azotu, neuroprzekaźnik. cGMP wymaga również zwiększonego wewnątrzkomórkowego poziomu cAMP, a związek między dwoma wtórnymi posłańcami wydaje się wynikać ze wzrostu wewnątrzkomórkowego poziomu wapnia.