細胞內各種不同的生化反應途徑都是由一系列不同的蛋白組成的，執行著不同的生理生化功能。各個信號通路中上游蛋白對下游蛋白活性的調節（包括激活或抑制作用）主要是通過添加或去除磷酸基團，從而改變下游蛋白的立體構象完成的。所以，構成信號通路的主要成員是蛋白激酶和磷酸酶，它們能夠快速改變和恢復下游蛋白的構象。從細胞受體接收外界信號到最后做出綜合性應答，不僅是一個信號轉導過程，更重要的是將外界信號進行逐步放大的過程。受體蛋白將細胞外信號轉變為細胞內信號，經信號級聯放大、分散和調節，最終產生一系列綜合性的細胞應答，包括下游基因表達的調節、細胞內酶活性的變化、細胞骨架構型和DNA合成的改變等。這些變化并非都是由一種信號引起的，也可以通過幾種信號的不同組合產生不同的反應。