Die Guanylylcyclase (GC) ist ein Enzym, das die Umwandlung von Guanosintriphosphat (GTP) in 3'-5'-zyklisches Guanosin-Monophosphat (cGMP) unter Abspaltung eines Phosphatrestes katalysiert.

Es gibt lösliche und membranständige Subtypen der Guanylylcyclase. Die im Zytosol vorliegende lösliche Guanylylcyclase (sGC - engl. für soluble guanylyl cyclase) wird durch Stickstoffmonoxid (NO) aktiviert und vermittelt so die gefäßerweiternde Wirkung von NO im Gefäßsystem sowie die Wirkung von NO als Neurotransmitter im zentralen Nervensystem. Membranständige Formen der Guanylylcyclase sind Rezeptoren: GC-A und GC-B binden natriuretische Faktoren wie z. B. den atrialen natriuretischen Faktor (ANF). GC-C ist ein Rezeptor für Guanylin und Uroguanylin.

Die Guanylatcyclase wird unter anderem durch Calcium-Ionen reguliert.