巴甫洛夫學派生理學專門術語。巴甫洛夫認為，大腦皮質最基本的活動是信號活動，從本質上可將條件刺激區分為兩大類：一類是現實的具體的刺激，如聲、光、電、味等刺激，稱為第1信號；另一類是現實的抽象刺激，即語言文字，稱為第2信號。對第1信號發生反應的皮質機能系統，叫第1信號系統，是動物和人共有的。對第2信號發生反應的皮質機能系統，叫第二信號系統，是人類所特有的。第2信號系統的活動，是和人類的語言機能密切聯繫的神經活動，是在嬰兒個體發育過程中逐漸形成，是在第1信號系統或非條件反射的基礎上建立起來的。通過第2信號系統的活動，產生對現實的概括化，出現了抽象思維，並形成概念、進行推理，不斷擴大認識能力。從而更深刻地認識自然，認識世界，發現並掌握它們的規律。
動物的大腦和人腦兩種不同的條件反射機制和形式。引起條件反射的刺激，一般稱為信號刺激。它可以分兩種。抽象的非現實的信號叫做第二信號，一般指對具體直接刺激的語詞概括。第二信號系統則是人類所特有的條件反射機制，即對語言刺激、抽象信號等能形成條件反射。如「談虎色變」，人並沒有見到具體的虎的形象，但是一個「虎」字就使人腦聯想到具體的虎，引起恐懼的心理反應。這對動物來說一般是不具備的。第二信號系統的建立過程，也就是第二信號與第一信號在大腦皮層中建立聯繫的過程，是在第一信號系統的基礎上建立起來的，是和人類的語言機能密切聯繫的神經活動。作為第二信號的語詞刺激，是第一信號的信號，是對物質現實最初的、具體信號進行抽象和概括的結果。如「鈴」字，並不是一個具體的「鈴」，而是一種文字元號，對各式各樣眾多鈴的語言概括。人腦皮層就能通過這些語詞的刺激去反映現實的具體的內容。
第二信號系統是對第二信號（語言、文字）發生反應的大腦皮層機能系統，將第一信號系統的單純刺激變為具有抽象意義的語詞的信號。第二信號系統是在第一信號系統的基礎上建立起來，但又反過來影響和支配了第一信號系統。第二信號系統必須經常被第一信號系統所校正，才不致歪曲人們與現實的關係。人類的高級神經活動乃是第一信號系統和第二信號系統共同活動相互作用的結果。動物只有一個信號系統，相當於人類的第一信號系統。第二信號系統的發生與完善使人類高級神經活動出現飛躍，它是人類社會活動的產物。