Ba giai đoạn của tín hiệu tế bào là tiếp nhận, truyền tải và phản hồi. Theo Hartnell College, con người liên tục nhận và giải thích các tín hiệu từ môi trường dưới dạng ánh sáng, nhiệt, mùi, xúc giác và âm thanh.
Các tế bào của cơ thể con người cũng đang nhận tín hiệu từ các tế bào khác trong cơ thể. Những tín hiệu này rất quan trọng để giữ cho các tế bào sống và tốt để đảm bảo rằng các sự kiện như phân chia và biệt hóa tế bào xảy ra. Các tín hiệu chủ yếu là các chất hóa học được tìm thấy trong chất lỏng ngoại bào xung quanh các tế bào, còn được gọi là phối tử. Những chất lỏng này có thể đến từ các vị trí xa trong cơ thể hoặc từ các tế bào lân cận và thậm chí có thể đến từ cùng một tế bào.
Trong giai đoạn tiếp nhận, các thụ thể màng liên kết với một phân tử tín hiệu hoặc phối tử, gây ra việc sản xuất tín hiệu thứ hai, gây ra phản ứng tế bào. Các thụ thể này truyền thông tin từ môi trường ngoại bào vào bên trong tế bào bằng cách thay đổi hình dạng hoặc tham gia vào một phân tử protein khác khi một phối tử cụ thể liên kết với nó. Ví dụ về các thụ thể trên màng là thụ thể G Protein-Coupled và Receptor Tyrosine Kinase. Các thụ thể nội bào có thể được tìm thấy bên trong tế bào trong tế bào chất hoặc nhân của tế bào. Các sứ giả hóa học nhỏ đi qua màng sinh chất và liên kết với các thụ thể nội bào. Sau khi tín hiệu liên kết và được kích hoạt, thụ thể có thể bắt đầu phản ứng tế bào.
