Een signaalmolecuul of signaalstof is een chemische verbinding die informatie tussen organismen, tussen cellen binnen een organisme of tussen onderdelen binnen een cel van een organisme overdraagt. Deze moleculen worden vrijgelaten door de cel die het signaal afgeeft, overbruggen de intercellulaire ruimte door middel van diffusie en binden aan een receptor in een andere cel. Dit resulteert erin dat in een cel die een molecuul of signaal ontvangt, een door enzymes gecontroleerde reactie plaatsvindt, die ertoe leidt dat er veranderingen in die cel plaatsvinden. Voorbeelden van signaalstoffen zijn hormonen, feromonen, cytokinen en neurotransmitters.