Kluczowa różnica między pierwszym a drugim systemem przekaźnikowym polega na tym, że pierwszy system przekaźnikowy odnosi się do zewnątrzkomórkowych cząsteczek sygnałowych, podczas gdy drugi system przekaźnikowy odnosi się do wewnątrzkomórkowych cząsteczek sygnałowych.
Systemy pierwszego i drugiego przekaźnika składają się z różnych typów cząsteczek sygnałowych. Pierwszymi przekaźnikami są cząsteczki zewnątrzkomórkowe, często hormony lub neuroprzekaźniki. W przeciwieństwie do tego, wtórni posłańcy to cząsteczki wewnątrzkomórkowe, które przekazują sygnały z receptorów błony komórkowej do celów w komórce. Proces sygnalizacji komórkowej rozpoczyna się, gdy cząsteczka sygnalizacyjna (ligand) wiąże się z receptorem komórki. To wiązanie zmienia wewnątrzkomórkową domenę receptora, która wyzwala wewnątrzkomórkowe szlaki sygnałowe.