巴甫洛夫于1932年提出的从本质上区别人和动物大脑反射活动的学说。它是巴甫洛夫学说的重要组成部分。巴甫洛夫认为，大脑皮质最基本的活动就是条件反射,也就是信号活动。动物，即使是高等动物的脑,只能对视、听等直接刺激物及其痕迹进行反应，即只能以现实的直接刺激物为信号。

巴甫洛夫把以现实的事物为条件刺激建立起来的条件反射称为第一信号系统。

人由于社会生活和劳动活动，除了第一信号系统以外又产生了第二信号系统。第二信号,即第一信号的信号,是以说出的、听到的、看见的语词的形式表现出来的，现实的第二信号系统是人的高级神经活动特有的、新质的、最完善的、最高级的形式。

第二信号系统能对现实的对象和现象进行概括的反映，从而无限扩大了人类在周围世界中的定向。这构成人类特有的高级思维，这种思维首先创造了人类经验，最后创造了科学。

第一和第二信号系统是统一的高级神经活动的不同水平。它们是紧密地相互作用着的。第二信号系统在人的意识生活中起主导作用。第一和第二信号系统相互作用的性质依教育条件和神经系统特性为转移而可能有所不同。巴甫洛夫据此划分出思维型和艺术型两种类型,有些人第一信号系统比较薄弱，这是思维型；相反，有些人对第一信号系统信号的感知鲜明而强烈，这是艺术型。处于中间状态的称为中间型。为了全面发展人的个性,需要及时正确地发展两种信号系统。

巴甫洛夫虽然强调了这两种高级神经活动形式的原则性区别，但同时也指出了二者的联系。他认为，第一信号系统活动的规律也应当支配第二信号系统。

在人同样可以用光、声、嗅、味、触等感觉刺激作为信号来形成条件反射；这种信号直接作用于眼、耳、鼻、舌、身等感受装置，都是现实具体的信号。

此外，抽象的语词也可以代替具体的信号而引起条件反射反应。例如，受试者对每分钟摆动120次的快节拍器声音形成了用温热刺激强化的手臂血管舒张反射，而对每分钟摆动60次的慢节拍器声音形成了用冷刺激强化的血管收缩反射；当这些条件反射被巩固后，实验者对受试者说“快节拍器音”或“慢节拍器音”，这些语词也分别能引起相应有血管舒张或血管收缩反应。

如果说具体的信号是第一信号，则相应的 语词是第一信号的信号，即第二信号。因此，在人类有两种性质完全不同的信号，第一信号是具体的信号，第二信号（语词）是抽象的信号。巴甫洛夫提出人脑有两个信号系统。第一信号系统是对第一信号发生反应的大脑皮层功能系统，第二信号系统是对第二信号发生反应的大脑皮层功能系统。

动物只有一个信号系统，相当于人的第一信号系统；而人类才具有两个信号系统，这是人类区别于动物的主要特征。第二信号系统的发生与发展是人类社会的产物，人类由于社会性劳动与交往产生了语言，语词是现实有概括和抽象化；人类借助于语词来表达其思维，并进行抽象的思维。