Условными сигналами для животного могут быть самые различные предметы или отдельные свойства их, совпадающие по времени с появлением пищи или приближением опасности. Такая сигнализация, обеспечивающая ориентировку в среде по свойствам и признакам окружающих предметов и явлений, имеющая общие закономерности для высших животных и человека, была названа И. П. Павловым первой сигнальной системой.
У человека в отличие от животных в процессе труда и общественной жизни развился звуковой язык. Слова и сочетания слов, которые мы слышим, видим или ощущаем при произношении, также сигнализируют собой определённые предметы или отношения окружающих нас вещей. Это составляет вторую сигнальную систему, являющуюся продуктом общественной жизни и образующую специально человеческую «прибавку», не имеющуюся у животных.
«В развивающемся животном мире на фазе человека,— пишет И. П. Павлов,— произошла чрезвычайная прибавка к механизмам нервной деятельности. Для животного действительность сигнализируется почти исключительно только раздражениями и следами их в больших полушариях, непосредственно приходящими в специальные клетки зрительных, слуховых и других рецепторов организма... Это — первая сигнальная система действительности, общая у нас с животными. Но слово составило вторую, специально нашу, сигнальную систему действительности, будучи сигналом первых сигналов».
О значении словесных воздействий И. П. Павлов пишет: «слово для человека есть такой же реальный условный раздражитель, как и все остальные общие у него с животными, но вместе с тем и такой многообъемлющий, как никакие другие, не идущий в этом отношении ни в какое количественное и качественное сравнение с условными раздражителями животных. Слово, благодаря всей предшествующей жизни взрослого человека, связано со всеми внешними и внутренними раздражениями, приходящими в большие полушария, все их сигнализирует, все их заменяет и потому может вызвать все те действия, реакции организма, которые обусловливают те раздражения».
Вторая сигнальная система неразрывно связана с первой; у человека всегда имеет место взаимодействие обеих сигнальных систем. Вторая сигнальная система позволяет в обобщённом виде сохранять накопленные знания, служит общению между людьми и лежит в основе механизма человеческого мышления. Через вторую сигнальную систему, в её взаимодействии с первой, осуществляется решающее влияние общественных условий на развитие сознания человека; через вторую сигнальную систему сознание человека проявляется в его общественной деятельности.
