G蛋白的種類已多達40余種，大多數存在于細胞膜上，由α、β、γ三個不同亞單位構成，總分子量為100kDa左右。其中β亞單位在多數G蛋白中都非常類似，分子量36kDa左右。γ亞單位分子量在8-11kDa之間。Gα蛋白分為Gs、Gi、Go、Gq、G12、G13等六類。這些不同類型的G蛋白在信號傳遞過程各種發揮不同的作用。
除此之外，在細胞內還存在另一類G蛋白，這類G蛋白具有鳥核苷酸的結合位點，有GTP酶活性，其功能也受鳥核苷酸調節，但與跨膜信息傳遞似乎沒有直接相關。
在結構上不同于前述的G蛋白，分子量較小，在20-30kDa之間，不是以α、β、γ三聚體方式存在，而是單體分子，因此被稱為小G蛋白（small G proteins）。如ras表達產物為一種小G蛋白。小G蛋白同ras蛋白具有同源性，同屬于ras超家族（ras superfamily）。哺乳動物G蛋白中屬ras超家族約有50多個成員，根據它們序列同源性相近程度又可以分為Ras、Rho和Rab三個主要的亞家族。