Cu toate acestea, datorită descoperirilor seminale care implică PAG și reducerea durerii, PAG a devenit cel mai bine cunoscut pentru rolul său în analgezie. Deși aceasta a fost o funcție recunoscută a PAG de câteva decenii, complexitatea completă a mecanismului care stă la baza analgeziei facilitate de PAG nu este încă complet înțeleasă. Calea principală pare să implice neuronii care se proiectează de la PAG la nucleii din măduvă – în primul rând la nucleii raphe, care sunt grupuri de neuroni producători de serotonină. Neuronii raphe activați se proiectează până la măduva spinării, unde inhibă neuronii din cornul dorsal al măduvei spinării care sunt responsabili de transmiterea semnalelor de durere. Această cale pare să fie implicată într-o varietate de răspunsuri de inhibare a durerii, inclusiv analgezia experimentată în timpul evenimentelor acut stresante și ameliorarea durerii pe care o obținem prin administrarea de analgezice opioide.
Interesul pentru rolul PAG în inhibarea durerii a făcut ca celelalte funcții cunoscute ale PAG să fie adesea trecute cu vederea; este clar, totuși, că PAG este implicată în mult mai mult decât în analgezie. De exemplu, PAG pare să joace un rol în reglarea ritmului cardiac și a tensiunii arteriale, și se crede că PAG poate ajuta la ajustarea activității cardiovasculare în contextul unor experiențe emoționale particulare. PAG pare să contribuie, de asemenea, la o serie de alte procese autonome și este important pentru controlul și contracția vezicii urinare la om și la alte animale. PAG joacă un rol în producerea de vocalize; stimularea PAG poate provoca vocalize la animale, iar leziunile PAG le pot întrerupe la oameni și la alte animale. În încercarea de a înțelege contribuțiile PAG la vocalize, unii au emis ipoteza că PAG este important pentru coordonarea modelelor motorii respiratorii și laringiene care facilitează producerea vocalizelor. PAG pare, de asemenea, să fie implicat în răspunsurile emoționale. Se pare că este deosebit de probabil să fie influent în producerea reacțiilor de frică și de apărare, deoarece stimularea PAG poate provoca aceste tipuri de reacții la o varietate de animale; participanții umani au prezentat, de asemenea, activarea PAG atunci când o amenințare s-a apropiat de ei.
Există încă multe alte funcții asociate cu PAG care nu au fost menționate aici. Astfel, în ciuda faptului că este o zonă relativ mică a creierului, PAG este dens interconectată cu diverse alte regiuni ale creierului și pare să fie implicată într-o gamă diversă de funcții. Prin urmare, este de înțeles de ce unii cercetători consideră că numirea acestuia „centru de analgezie” este reprezentativă pentru o perspectivă limitată asupra PAG.