Tutti i membri della famiglia VEGF stimolano risposte cellulari legandosi ai recettori tirosin-chinasici sulla superficie cellulare, forzandone la dimerizzazione e l'attivazione tramite transfosforilazione. I recettori per VEGF hanno una porzione extracellulare consistente in 7 domini simili a immunoglobuline, una singola porzione attraversante la membrana e una porzione intracellulare contenente un dominio tirosina chinasi. Il VEGF-A si lega coi recettori VEGFR-1 (Flt-1) e VEGFR-2 (KDR/Flk-1): di questi, il secondo media quasi tutte le risposte cellulari note al VEGF; il primo, invece, meno conosciuto, pare modulare l'attività dell'altro; un'altra funzione del VEGFR-1 potrebbe essere l'azione di inibitore competitivo nei confronti del 2, di cui ridurrebbe l'attività (e ciò pare essere particolarmente importante in età embrionale). Esiste inoltre un terzo recettore, VEGFR-3, in grado di legare VEGF-C e VEGF-D intervenendo nella linfangiogenesi.