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。