Il recettore è stato clonato per la prima volta da una libreria di cDNA di geni di ratto. La più lunga "open reading frame" codificava per 424aa con sette putativi domini transmembrana, indicandone l'appartenenza alla famiglia dei recettori accoppiati alle proteine G. Successivamente anche il gene umano venne clonato, e si mostrò essere costituito da 418aa con l'84% d'omologia con quello di ratto. Il gene umano si trova nel braccio lungo del cromosoma 20 (20q13), è presente in copia singola, e la porzione codificante contiene tre esoni. Tra gli effetti cellulari conseguenti all'esposizione a NT si è osservato a livello bioelettrico una corrente di Cl- dipendente dal calcio. Ed è stato inoltre trovato, in cellule trasfettate con il NTS-1 di ratto, che la stimolazione del recettore da parte di neurotensina è efficacemente accoppiata con un aumento della concentrazione di Ca2+ e IP3 intracellulari, e la conseguente attivazione della PLC. Altri esperimenti hanno in seguito evidenziato l'attivazione dell'adenilato ciclasi e della via delle MAP chinasi. Un altro evento conseguente al legame con la NT sembrerebbe l'internalizzazione del recettore. Un altro studio su cellule transfettate, infatti, ha dimostrato che in seguito a stimolazione da parte della NT il 60-70% dei recettori viene internalizzato secondo un processo temperatura dipendente, ed evidenze biochimiche suggeriscono che il recettore non venga riciclato dopo l'internalizzazione. 