Wie der relativ gut erforschte Insulin Rezeptor (IR) gehört auch der IGF-I Rezeptor (IGF-IR) zu den Tyrosinkinase-gekoppelten Rezeptoren. Bei beiden handelt es sich um ein tetrameres Transmembranprotein welches die Zellmembran durchspannt; die zwei β-Untereinheiten durchspannen die Membran, aufgelagert ist jeweils eine α-Untereinheit welche die Bindungsdomäne des Liganden enthält. Die vier Untereinheiten sind über drei, durch Reste der Aminosäure Cystein gebildete, Disulfidbrücken miteinander verbunden.

Neben IGF-I kann auch Insulin am IGFI-R binden, die Affinität hierbei ist aber ca. 100x geringer als zum IR. Ähnliches gilt für IGF-I und den IR. IGF-IR und IR sind sich dermaßen ähnlich dass Hybridrezeptoren gebildet werden können.

Dockt IGF-I an die cysteinreiche Bindungdomäne der α-Untereinheiten des IGF-IR an, erfolgt eine Autophosphorlyierung der β-Untereinheiten durch gegenseitige Transphosphorylierung an Tyrosinresten (ATP Spaltung); spezifische Phoshorylierungsmuster stellen die erste Regulationsmöglichkeit dar.

Weitere Regulation erfolgt darüber ob Internalisierung des IGF-I/IGF-IR Komplexes stattfindet. Zur Internalisierung über den Vorgang der Endocytose per clathrin-coates vesicles in die Zelle, ist ein weiteres Protein (β-Arrestin) notwendig welches an den IGF-I/IGF-IR Komplex bindet und ihn in sog. clathrin-coated pits dirrigiert die später zu den Vesikeln invaginieren. Von diesem Vesikel aus kann dann der IGF-IR Proteine (Shc, GAB-1) phosporylieren und damit anschalten, dies ist der erste Schritt der Kinase Kaskade die schlussendlich auf genomischer Ebene zu Zellteilung und Differenzierung führt, unter anderem über MAPK (ERK) und PI3K Signalwege.

Eine weitere Kinasekaskade läuft über insulin rezeptor substrate-I (IRS-I), hierfür ist keine Internalisierung notwending.

Das IGF-IR Gen (Chromosom 15q25-q26) liefert ein einzelnes Präproprotein von 1367 Aminosäureresten (AS-Reste). Die Signalsequenz umfasst 30 AS-R und wird cotranslational entfernt, das Peptid glycosyliert und in jeweils eine fertige α-Untereinheit und eine β-Untereinheit gespalten. Funktionelle α-Untereinheiten bestehen aus 706 Aminosäureresten, β-Untereinheiten aus 627. Splicing bedingte Isoformen sind bekannt, ebenso kann es Unterschiede im Glycosylierungsmuster geben.