第二信使是細胞內信號轉導過程中的重要組成部分，它們是在細胞內產生的非蛋白類小分子，主要負責將細胞表面受體接收到的細胞外信號轉換為細胞內信號。
第二信使在細胞內傳遞信號，調節酶的活性和非酶蛋白的活性，從而影響細胞的多種生理過程，如增殖、細胞分化、遷移、存活和細胞凋亡。已知的第二信使種類較少，但它們能夠轉遞多種細胞外的不同信息，調節大量不同的生理生化過程，體現了細胞內信號通路的通用性。
第二信使的例子包括環磷腺苷（cAMP）、環磷鳥苷（cGMP）、三磷酸肌醇（IP3）、鈣離子（Ca2+）、二醯甘油（DG）、花生四烯酸及其代謝產物、廿碳烯酸類，以及一氧化氮等。當細胞外信號分子（第一信使）作用於細胞表面受體時，這些受體激活後觸發第二信使的產生和作用，從而調節細胞的生理功能。