以相反的方向跨于膜上（即N端在膜内而C端在膜外），并且它们也不与G蛋白相互作用。早期关于G蛋白偶联受体结构的模型是基于他们与（Bacteriorhodopsin）之间微弱的趋同演化关系的，其中后者的结构已由电子衍射（蛋白质数据库资料编号：和）和X射线晶体衍射（）实验所获得。在2000年，第一个哺乳动物G蛋白偶联受体——牛视紫红质的晶体结构（）被解出。 2007年，第一个人类G蛋白偶联受体的结构（和）被解出。随后不久，同一个受体的更高解析度的结构（）被发表出来。这个人G蛋白偶联受体——β2肾上腺素能受体，