巴甫洛夫认为，大脑皮质最基本的活动是信号活动。从本质上根据条件刺激的不同区分为两大类：一类是现实的具体的刺激，如声、光、电、味等刺激，称为第一信号；另一类是现实的抽象刺激，即语言文字，称为第二信号。对第一信号发生反应的皮质机能系统，叫第一信号系统，是动物和人共有的。对第二信号发生反应的皮质机能系统，叫第二信号系统，是人类所特有的。
——第二信号系统是人类所特有的条件反射机制，即对语言刺激、抽象信号等能形成条件反射。如“谈虎色变”，人并没有见到具体的虎的形象，但是一个“虎”字就使人脑联想到具体的虎，引起恐惧的心理反应。这对动物来说一般是不具备的。第二信号系统的建立过程，也就是第二信号与第一信号在大脑皮层中建立联系的过程，是在第一信号系统的基础上建立起来的，是和人类的语言机能密切联系的神经活动。作为第二信号的语词刺激，是第一信号的信号，是对物质现实最初的、具体信号进行抽象和概括的结果。如“铃”字，并不是一个具体的“铃”，而是一种文字符号，对各式各样众多铃的语言概括。人脑皮层就能通过这些语词的刺激去反映现实的具体的内容。在第二信号系统的活动中，词是一种“信号的信号”。
——第二信号系统是以词语（抽象概念）作为条件刺激物而形成的暂时神经联系系统。第二信号系统的活动，是和人类的语言机能密切联系的神经活动，是在婴儿个体发育过程中逐渐形成，是在第一信号系统或非条件反射的基础上建立起来的。通过第二信号系统的活动，产生对现实的概括化，出现了抽象思维，并形成概念、进行推理，不断扩大认识能力。从而更深刻地认识自然，认识世界，发现并掌握它们的规律。
——第二信号系统是对第二信号（语言、文字）发生反应的大脑皮层机能系统，将第一信号系统的单纯刺激变为具有抽象意义的语词的信号。第二信号系统是在第一信号系统的基础上建立起来，但又反过来影响和支配了第一信号系统。第二信号系统必须经常被第一信号系统所校正，才不致歪曲人们与现实的关系。人类的高级神经活动乃是第一信号系统和第二信号系统共同活动相互作用的结果。动物只有一个信号系统，相当于人类的第一信号系统。第二信号系统的发生与完善使人类高级神经活动出现飞跃，它是人类社会活动的产物。
—— 第二信号系统的形成和发展，给儿童的高级神经活动带来了新的原则，使其心理具有了抽象概括性和自觉能动性。第二信号系统发展以后，儿童借助词的作用逐渐能形成多级的复杂的条件反射。这种多级的“条件反射链锁”，便成为儿童心理日趋复杂化的生理基础。正是第二信号系统的存在才能使人脑的反应机能达到最高水平，才能使人的心理以其抽象概括性和自觉能动性而大大优于动物心理。在评价第二信号系统的作用的同时，还必须看到，第二信号系统是在第一信号系统的基础上形成的，而且总是与第一信号系统联系在一起的。人的心理现象也是以两种信号系统的协同活动为基础的。
