cyclin D1的主要功能是促进细胞增殖。cyclin D1通过结合并激活 G1 时期特有的周期蛋白依赖性激酶CDK4，G1 期周期抑制蛋白(Rb)被磷酸化，磷酸化的 Rb 蛋白从其所结合的 E2F 转录因子上解离，E2F 转录因子起始转录活细胞周期的基因，从而推动细胞周期由 G1 时期进入到 S 时期。此外，研究发现，除了促进细胞进行分裂外，D型 cyclin 还具有某些独立于 CDK 激酶活性的促进基因转录的功能。cyclin D1 可以结合组蛋白去乙酰基酶P/CAF，亦可以结合转录因子 TFⅡD 等，通过和这些转录因子的结合，cyclin D1 起到促进基因转录的功能。目前，cyclin D1 已被公认为是一种原癌基因，其过度表达可致细胞增殖失控而恶性化。研究表明，在多种肿瘤中发现了Cyclin D1 基因过表达和基因扩增，包括乳腺癌、膀胱癌、甲状旁腺肿瘤、淋巴瘤、黑色素瘤/肺癌及细胞中心型淋巴瘤等。
关于细胞周期蛋白D1过度表达导致细胞失控、癌变的研究已经不少，医学上也提出以 Cyclin D1 异常表达作为诊断癌症一项指标的设想，以及研究Cyclin D1 在细胞周期调控中的作用，从而寻找出治疗癌症的药物。
