当各种神经递质、含氮激素和某些药物与靶细胞细胞膜上的特异性受体结合后，受体发生结构改变，从而激活细胞膜内的腺苷酸环化酶或鸟苷酸环化酶，使细胞质内的ATP或GTP（三磷酸鸟苷）脱去2个磷酸根，形成环状的腺苷酸或鸟苷酸，即环磷腺苷（cAMP）或环磷鸟苷（cGMP）。由cAMP或cGMP激活或抑制细胞内酶系，改变细胞物质代谢，达到递质、激素和药物对细胞的作用。若将递质、激素或药物视为作用于细胞的第一信使，那末cAMP和cGMP则称为第二信使