Celična signalizacija je splošen izraz, ki se nanaša na številne in raznolike procese, s katerimi se ustvarijo, vzdržujejo, uporabljajo in končajo komunikacije, ki nadzorujejo dejavnosti na ravni celice. Precejšen del genoma organizma na splošno kodira beljakovine, ki sodelujejo v signalnih procesih, saj je celična signalizacija vključena v vse od razvoja organizma do odziva na različne dražljaje znotraj in zunaj organizma. Za ponazoritev pomena pravilne signalizacije lahko okvare ene same signalne poti pri mnogih organizmih povzročijo razvojne težave, ki vodijo do umrljivosti dojenčkov. Večina signaliziranja poteka med celicami posameznega organizma, včasih pa se lahko zgodi tudi med organizmi različnih vrst.
Celična signalizacija se lahko pojavi na veliko različnih načinov. Nekateri se odvijajo znotraj posamezne celice, ne glede na zunanje celice. Medcelična komunikacija se lahko pojavi s pomočjo jukstakrine signalizacije, s katero si dve celici v neposrednem stiku izmenjujeta signale; parakrina signalizacija, s katero celice komunicirajo na relativno kratkih celičnih razdaljah; in endokrino signalizacijo, s katero komunicirajo celice, ki so med seboj relativno oddaljene. Celice komunicirajo z nesosednjimi celicami tako, da sproščajo signalne elemente v bližnje celično okolje ali v kri. Signali, ki se sproščajo v kri, se imenujejo hormoni in lahko povzročijo pomembne spremembe v oddaljenih celicah.
Generiranje in širjenje celičnih signalov je treba natančno regulirati, zato so signalne poti le redko tako preproste, kot je »celični signal A povzroča učinek B«. Poleg tega se številni signalni procesi znatno prekrivajo in za ustvarjanje učinka bo morda potrebnih veliko različnih signalnih komponent. Procesi celične signalizacije so zato običajno organizirani v “signalne poti”, ki opisujejo številne različne signalne in regulativne komponente, ki obstajajo med začetnim signalom ali signali in končnim učinkom ali učinki. Razlike v celičnih signalnih poteh lahko vplivajo na hitrost, učinkovitost in natančnost signala. To je pomembno, saj mora včasih dražljaj ali signal biti sposoben zelo hitro inducirati močan učinek, medtem ko je v drugih primerih bolj pomembno, da dražljaj povzroči odziv, ki ustreza moči signala.
Obstaja več različnih metod, s katerimi raziskovalci preučujejo celično signalizacijo. Tradicionalne metode so na splošno osredotočene na identifikacijo in opis določenih delov celične signalne poti. Ena možna metoda za to vključuje preprečevanje izražanja gena, za katerega se sumi, da je vključen v signalno pot, in opazovanje učinkov. Drug pristop k preučevanju celičnih signalnih poti vključuje biološki pristop, znan kot sistemska biologija. V sistemski biologiji se analizirajo široke, razvejane signalne poti, ugotavljajo njihove emergentne lastnosti in analizirajo učinki majhnih sprememb v celotnem sistemu.