在磷脂酰肌醇信號通路中胞外信號分子與細胞表面G蛋白耦聯型受體結合，激活質膜上的磷脂酶C(PLC-β)，使質膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成1，4，5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DG)兩個第二信使，胞外信號轉換為胞內信號，這一信號系統又稱為"雙信使系統"(double messenger system)。
IP3與內質網上的IP3配體門鈣通道結合，開啟鈣通道，使胞內Ca2+濃度升高。激活各類依賴鈣離子的蛋白。用Ca2+載體離子霉素(ionomycin)處理細胞會產生類似的結果。
DG結合于質膜上，可活化與質膜結合的蛋白激酶C(Protein Kinase C，PKC)。PKC以非活性形式分布于細胞溶質中，當細胞接受刺激，產生IP3，使Ca2+濃度升高，PKC便轉位到質膜內表面，被DG活化，PKC可以使蛋白質的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化使不同的細胞產生不同的反應，如細胞分泌、肌肉收縮、細胞增殖和分化等。DG的作用可用佛波醇酯(phorbol ester)模擬。