Le molecole che convertono i segnali extracellulari in intracellulari sono chiamate recettori di membrana. I recettori di membrana sono proteine ​​che si estendono sulla membrana cellulare e hanno un sito di legame per una specifica molecola di segnalazione extracellulare, o ligando. Quando un ligando si lega al suo recettore, provoca un cambiamento conformazionale nel recettore che innesca una cascata di eventi intracellulari, portando infine ad una risposta cellulare. Diversi tipi di recettori di membrana includono recettori accoppiati a proteine ​​G, canali ionici legati a ligando e recettori tirosin chinasi.