Рецепторні білки є трансмембранними білками. Трансмембранні рецепторні білки вбудовані в фосфоліпідний бішар ПМ с гідрофобна область білка, що охоплює бішар і гідрофільні області поширюється як на внутрішньоклітинну (цитоплазматичну), так і на позаклітинну сторони мембрани.

Внутрішньоклітинні рецептори — це рецепторні білки, що містяться всередині клітини, зазвичай у цитоплазмі або ядрі. У більшості випадків ліганди внутрішньоклітинних рецепторів є невеликими гідрофобними (ненависними для води) молекулами., оскільки вони повинні мати можливість перетнути плазматичну мембрану, щоб досягти своїх рецепторів.

Як GPCR, CXCR4 характеризується 7 трансмембранними альфа-спіралями, розташованими у вигляді бочки. Внутрішня частина цієї бочки більш гідрофільна, в той час як зовнішня сторона, що контактує з ліпідним бішаром, є гідрофобною.

Багато трансмембранних білків функціонують як ворота, що забезпечують транспортування специфічних речовин через мембрану. Вони часто зазнають значних конформаційних змін, щоб перемістити речовину через мембрану. Вони є зазвичай дуже гідрофобні а також агрегувати та випадати в осад у воді.

Гідрофобні сигнальні молекули не люблять воду і здатні дифундувати безпосередньо через мембрану, де вони зв’язуються з рецепторами всередині клітини, як естроген.

Хоча білки містять деякі гідрофобні ділянки. Білки можуть взаємодіяти як з гідрофільним середовищем, так і з гідрофобним середовищем.