细胞分泌的化学信号分子通过与“靶”细胞的受体结合，改变受体的性质来传递信息。根据溶解度的不同，可将其划分为两类：亲脂性信号分子（甾类激素、甲状腺素等）和亲水性信号分子（大多数激素、神经递质、细胞因子等）。小分子亲脂性信号分子可自由通透细胞膜而进入细胞内，通过结合细胞浆受体和细胞核受体来传递信息，而亲水性和大分子亲脂性信号分子不能穿过磷脂双分子构成的细胞膜，只能与细胞膜上的受体结合，来完成信息的传递。以下举例说明细胞间的化学传递过程。
大多数激素由内分泌腺或内分泌细胞分泌出来，都要通过血液循环系统远距离运送到靶细胞后，与受体结合才能发挥作用。亲水性激素直接由血液携带运输，而亲脂性激素则须与血浆中特殊的载体蛋白结合才能远距离运输，到达靶部位后再释放出来。
大多数激素由内分泌细胞首先释放到组织液中，再扩散入血管进行远距离信息传递。有些激素不进入血管，而是扩散到邻近的细胞，对其生理功能进行调节，称为旁分泌作用（如右图：胃粘膜的旁分泌）。还有些内分泌细胞对自身分泌的激素十分敏感，激素分泌出来后作用于自身，改变自己的生理功能，这种方式称为自分泌。右图显示的胃粘膜中G细胞分泌胃泌素作用于邻近的胃酸分泌细胞（壁细胞）引起胃酸分泌，即是一种典型的旁分泌。
在中枢神经系统（主要是下丘脑和垂体）中，存在一些特殊的神经元，它们既有产生和传导电信号的经典功能，又具有内分泌细胞的特征，可以分泌激素。激素一般由胞体合成，可沿长轴突运输并储存于神经末梢，其分泌过程类似神经递质的释放。释放出的激素由神经垂体扩散入血管，进入全身血液循环，或通过垂体门脉系统到达腺垂体，调节腺垂体内分泌神经元的分泌活动。这些神经内分泌细胞将从大脑或中枢神经系统其它部位传来的电信息转变为化学信息（即激素），从而将机体的神经调节和体液调节联系起来。这部分内容选读，学完内分泌一章后，同学们会有较透彻的理解。
神经元之间在结构上并没有原生质的直接相连，每一神经元的轴突末梢仅与其它神经元的胞体或突起相接触，此接触部位称为突触。神经元间的信息传递是通过突触实现的（如左图：突触传递）。每个突触都由三部分构成：突触前膜，即前一个神经元轴突末梢的轴突膜；突触后膜，即后一个神经元与突触前膜相对的质膜；以及两膜之间的突触间隙。突触前神经元的轴突末梢内含有很多突触小泡，内含高浓度的神经递质。当突触前神经元的兴奋传导到突触前膜时，可引起突触小泡向突触前膜的移动和神经递质的释放。神经递质经突触间隙扩散，当与突触后膜上的特异受体结合后，即可引发突触后神经元的膜电位改变，从而引起突触后神经元的兴奋或抑制。 与神经-肌肉接头的兴奋传递不同，神经突触的信息传递不是“一对一”的，即突触后AP是否产生，决定于多个局部电位的总和结果。可见突触传递为电-化学-电的信息传递，即突触前电信号引起突触后电信号的改变，是通过神经递质与受体结合介导的。
神经系统对骨骼肌运动的控制是靠运动神经末梢将神经信号通过神经-肌肉接头传递到骨骼肌纤维的。它与神经突触信息传递的过程类似，即也是电-化学-电的传递，但接头前膜释放的神经递质为乙酰胆碱（ACh），它与接头后膜上的特异受体结合，只引起接头后膜的兴奋，即AP。与神经突触不同，神经-肌肉接头的信息传递是“一对一”的，即一次接头前兴奋必然引起接头后细胞一次AP的产生。