Šūnu signalizācija ir vispārīgs termins, kas attiecas uz daudziem un dažādiem procesiem, ar kuriem tiek ģenerēti, uzturēti, izmantoti un pārtraukti sakari, kas kontrolē šūnas līmeņa aktivitātes. Būtiska organisma genoma daļa parasti kodē olbaltumvielas, kas iesaistītas signalizācijas procesos, jo šūnu signalizācija ir iesaistīta visā, sākot no organisma attīstības līdz reakcijai uz dažādiem stimuliem organismā un ārpus tā. Lai ilustrētu pareizas signalizācijas nozīmi, viena signalizācijas ceļa defekti daudzos organismos var izraisīt attīstības problēmas, kas izraisa zīdaiņu mirstību. Lielākā daļa signālu notiek starp atsevišķa organisma šūnām, bet dažreiz tas var notikt starp dažādu sugu organismiem.
Šūnu signalizācija var notikt dažādos veidos. Daži no tiem notiek atsevišķā šūnā, neņemot vērā ārējās šūnas. Starpšūnu komunikācija var notikt, izmantojot juxtacrine signalizāciju, ar kuru divas šūnas tiešā kontaktā apmainās ar signāliem; parakrīna signalizācija, ar kuras palīdzību šūnas sazinās relatīvi īsos šūnu attālumos; un endokrīnās signalizācijas, ar kuru palīdzību šūnas, kas atrodas salīdzinoši tālu viena no otras, sazinās. Šūnas sazinās ar šūnām, kas nav blakus esošajām šūnām, izdalot signalizācijas elementus tuvējā šūnu vidē vai asinīs. Asinīs izdalītie signāli tiek saukti par hormoniem un spēj izraisīt būtiskas izmaiņas attālās šūnās.
Ir nepieciešams cieši regulēt šūnu signālu ģenerēšanu un proliferāciju, tāpēc signalizācijas ceļi reti ir tik vienkārši kā “šūnu signāls A izraisa efektu B”. Turklāt daudzi signalizācijas procesi ievērojami pārklājas, un, lai radītu efektu, var būt nepieciešami daudzi dažādi signalizācijas komponenti. Līdz ar to šūnu signalizācijas procesi parasti tiek organizēti “signalizācijas ceļos”, kas apraksta daudzos dažādus signalizācijas un regulējošos komponentus, kas pastāv starp sākotnējo signālu vai signāliem un galīgo efektu vai efektiem. Šūnu signalizācijas ceļu atšķirības var ietekmēt signāla ātrumu, efektivitāti un precizitāti. Tas ir svarīgi, jo dažkārt stimulam vai signālam jāspēj ļoti ātri izraisīt spēcīgu efektu, savukārt citos gadījumos ir svarīgāk, lai stimuls izraisītu reakciju, kas atbilst signāla stiprumam.
Ir vairākas dažādas metodes, ar kurām pētnieki pēta šūnu signalizāciju. Tradicionālās metodes parasti ir vērstas uz noteiktu šūnu signalizācijas ceļa daļu identificēšanu un aprakstīšanu. Viena no iespējamām metodēm, kā to izdarīt, ietver tāda gēna ekspresijas novēršanu, par kuru ir aizdomas, ka tas ir iesaistīts signalizācijas ceļā, un ietekmes novērošanu. Vēl viena pieeja šūnu signalizācijas ceļu izpētei ietver bioloģisku pieeju, kas pazīstama kā sistēmu bioloģija. Sistēmu bioloģijā tiek analizēti plaši, zarojoši signalizācijas ceļi, tiek atzīmētas to jaunās īpašības un tiek analizēta nelielu izmaiņu ietekme visā sistēmā.