除了三聚体G蛋白以外，小G蛋白也是一种具有内在GTPase活性的鸟苷酸结合蛋白。他们也能结合GTP，并将GTP水解成为GDP，实现类似于三聚体G蛋白的核苷酸循环，作为分子开关调节信号通路。与三聚体核鸟苷酸结合蛋白不同的是，他们是以单体的形式存在，并且分子量较小，大多在20-25kDa之间；他们一般不是像三聚体G蛋白那样直接与受体结合介导来自受体的信号，而是在细胞内间接传递来自胞外的信号。由于先发现的小G蛋白是Ras，因此小G蛋白家族也被称为RAS蛋白超家族。

目前已经发现了154种之多的小G蛋白。这些小G蛋白被分为Ras、Rho、Rab、Arf和Ran等5个家族。小G蛋白存在于从低等的原核生物到人类之间。小G蛋白有着非常重要的生理功能。有15%的人类 tumour 都与小G蛋白的突变有关。各个家族的G蛋白细胞功能分工有所不同。Ras家族的蛋白调控***表达；Rho家族的蛋白调控细胞骨架运动和***表达；Rab和Arf家族蛋白调控细胞内小体的转运；Ran家族蛋白调控细胞周期中G1、S和G2期的细胞质转运以及M期的微管的形成。

G蛋白的种类已多达40余种，大多数存在于细胞膜上，由α、β、γ三个不同亚单位构成，总分子量为100kDa左右。其中β亚单位在多数G蛋白中都非常类似，分子量36kDa左右。γ亚单位分子量在8-11kDa之间。Gα蛋白分为Gs、Gi、Go、Gq、G12、G13等六类。这些不同类型的G蛋白在信号传递过程各种发挥不同的作用。

细胞内信号传导途径中起着重要作用的GTP结合蛋白，由α，β，γ三个不同亚基组成。hormone 与 hormone 受体结合诱导GTP跟G蛋白质结合的GDP进行交换结果***位于信号传导途径中下游的腺苷酸环化酶。G蛋白质将细胞外的第 / 信使adrenalin 等hormone和细胞内的腺苷酸环化酶催化的腺苷酸环化生成的第二信使cAMP联系起来。G蛋白质具有内源GTP酶活性。