Der Hauptunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Messenger-System besteht darin, dass sich das erste Messenger-System auf die extrazellulären Signalmoleküle bezieht, während sich das zweite Messenger-System auf die intrazellulären Signalmoleküle bezieht.
Erste und zweite Botenstoffe umfassen verschiedene Arten von Signalmolekülen. Erste Botenstoffe sind extrazelluläre Moleküle, häufig Hormone oder Neurotransmitter. Im Gegensatz dazu sind Second Messenger intrazelluläre Moleküle, die Signale von Zellmembranrezeptoren an Ziele innerhalb der Zelle übertragen. Der Zellsignalisierungsprozess beginnt, wenn das Signalmolekül (Ligand) an den Rezeptor einer Zelle bindet. Diese Bindung verändert die intrazelluläre Domäne des Rezeptors, wodurch intrazelluläre Signalwege ausgelöst werden.