信号系统学说（signal system theory），理学-心理学-生物心理学-学习和记忆的脑机制-联想型学习，从本质上区别人和动物大脑反射活动的学说。由苏联生理学家I.P.巴甫洛夫于1932年提出，是巴甫洛夫学说的重要组成部分。包括第一信号系统和第二信号系统。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。