跨膜信号转导是指细胞外信号分子与细胞表面受体结合后，通过一系列生化反应将信息传递到细胞内，最终引起细胞生理功能改变的过程。这个过程涉及的关键步骤主要包括以下几个方面：
1. 信号分子与受体的结合：这是信号转导的第一步，信号分子（如激素、神经递质等）需首先与细胞膜上的特异性受体相结合。这种结合具有高度的选择性和亲和力。
2. 受体活化：当信号分子与受体结合后，会引起受体构象的变化，进而激活受体本身或者其关联的蛋白质。例如，G蛋白偶联受体在受到刺激时会激活与其相连的G蛋白。
3. 二级信使产生：受体或其激活的下游分子可以催化生成新的小分子物质，这些被称为二级信使（如cAMP、IP3、DAG等）。二级信使可扩散至细胞内的不同部位，进一步参与信号传递过程。
4. 效应器酶活化及基因表达调控：二级信使能够激活特定的效应器酶，比如蛋白激酶A (PKA) 或钙离子通道等。此外，某些情况下，信号转导还可以直接或间接地影响细胞核内的转录因子活性，从而调节目标基因的表达。
5. 细胞响应：最终，通过上述一系列复杂的分子反应机制，细胞对外界刺激作出相应的生理变化，如分泌、增殖、分化、凋亡等。
6. 信号终止：为了防止持续性的过度激活状态，细胞内存在多种途径来终止信号转导过程。这可能包括受体的脱敏、降解或回收；二级信使水平下降；以及抑制性蛋白的作用等。

整个跨膜信号转导过程是一个非常复杂且精细调控的过程，在维持机体正常生理功能和应对环境变化中发挥着重要作用。