Ponieważ wiele ligandów wiążących receptory jest hydrofilowych, nie przenikają one przez błonę komórkową, a zatem ich wiadomość musi zostać przekazana do drugiego przekaźnika wewnątrz. Istnieje kilka drugich ścieżek przekaźników, z których każda ma swój własny sposób przekazywania informacji. Receptory sprzężone z białkiem G mogą aktywować zarówno fosfoinozytol, jak i cykliczny szlak przekaźnikowy AMP (cAMP). Szlak fosfoinozytolu jest aktywny, gdy receptor indukuje fosfolipazę C do hydrolizy fosfolipidu, bifosforanu fosfatydyloinozytolu (₂), do dwóch drugich przekaźników: diacyloglicerolu (DAG) i trifosforanu inozytolu (IP₃). DAG pozostaje w pobliżu błony komórkowej i aktywuje kinazę białkową C (PKC). IP₃ przemieszcza się do retikulum endoplazmatycznego (ER) i staje się ligandem otwierającym kanały jonów wapnia na błonie ER – uwalniając wapń do cytoplazmy.

W szlaku cAMP aktywowany receptor indukuje cyklazę adenylanową do wytwarzania wielu kopii cAMP z pobliskich cząsteczek trifosforanu adenozyny (ATP). cAMP może stymulować kinazę białkową A (PKA), otwierać kanały jonowe wapnia i inicjować enzym – białko wymienne aktywowane przez cAMP (Epac).

Podobnie jak cAMP, jest cyklicznym monofosforanem guanozyny (cGMP). cGMP jest syntetyzowany z cząsteczek trifosforanu guanozyny (GTP), gdy aktywowana jest cyklaza guanylilowa. Jako drugi przekaźnik, cGMP indukuje kinazę białkową G (PKG). PKG ma wiele nakładających się na siebie funkcji PKA, jednak ekspresja PKG jest ograniczona do tkanek naczyniowych, płuc i mózgu.

Trifosforan fosfatydyloinozytolu (₃) jest drugim przekaźnikiem pochodzącym z fosforylacji₂. Zdarzenie to jest wywoływane, gdy czynniki wzrostu wiążą receptor kinazy tyrozynowej (RTK). ₃ rekrutuje Akt (inaczej kinazę białkową B) do błony. Kinaza ta jest ściśle zaangażowana w regulację szlaków przeżycia komórek – w tym proliferacji, apoptozy i migracji.