ผนังเซลล์ทุติยภูมิเป็นโครงสร้างที่พบในเซลล์พืช หลายชนิด ตั้งอยู่ระหว่างผนังเซลล์ปฐมภูมิและเยื่อหุ้มเซลล์เซลล์จะเริ่มสร้างผนังเซลล์ทุติยภูมิหลังจากที่ผนังเซลล์ปฐมภูมิเสร็จสมบูรณ์และเซลล์หยุดการขยายตัว^{[ 1 ]}พบมากที่สุดในเนื้อเยื่อพื้นฐานที่พบในพืชมีท่อลำเลียง โดยคอลเลนไคมามีลิกนินน้อยหรือไม่มีเลย และสเคลเรนไคมามีผนังเซลล์ทุติยภูมิที่มีลิกนิน^{[ 2 ] [ 3 ]}

ผนังเซลล์ทุติยภูมิให้การปกป้องเซลล์เพิ่มเติมและเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับพืชโดยรวม ผนังเหล่านี้สร้างขึ้นจากชั้นของไมโครไฟบริลเซลลูโลส โดยที่เส้นใยจะเรียงตัวขนานกันภายในแต่ละชั้น การรวมลิกนินทำให้ผนังเซลล์ทุติยภูมิมีความยืดหยุ่นน้อยลงและซึมผ่านน้ำได้น้อยกว่าผนังเซลล์ปฐมภูมิ^{[ 4 ]} นอกจากการทำให้ผนังทนต่อการเสื่อมสภาพได้มากขึ้นแล้ว คุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำของลิกนินในเนื้อเยื่อเหล่านี้ยังมีความสำคัญต่อการกักเก็บน้ำภายในเนื้อเยื่อหลอดเลือดที่นำน้ำไปทั่วทั้งพืช

ผนังเซลล์ทุติยภูมิประกอบด้วยเซลลูโลส เป็นหลัก พร้อมด้วยพอลิแซ็กคาไรด์ อื่นๆ ลิกนินและไกลโคโปรตีนบางครั้งอาจประกอบด้วยสามชั้นที่แตกต่างกัน คือ S1 _, S2 _และ S3 _โดยทิศทางของไมโครไฟบริลของเซลลูโลสจะแตกต่างกันระหว่างชั้น^{[ 1 ]}ทิศทางของไมโครไฟบริลเรียกว่ามุมไมโครไฟบริล (MFA) ในผนังเซลล์ทุติยภูมิของเส้นใยไม้ จะพบมุมไมโครไฟบริลต่ำในชั้น S2 ในขณะที่ชั้น S1 และ S3 แสดงค่า MFA ที่สูงกว่า อย่างไรก็ตาม ค่า MFA อาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับภาระที่กระทำต่อเนื้อเยื่อ มีการแสดงให้เห็นว่าในเนื้อไม้ที่เกิดปฏิกิริยาค่า MFA ในชั้น S2 อาจแตกต่างกันไป เนื้อไม้ที่เกิดแรงดึงจะมีค่า MFA ต่ำ ซึ่งหมายความว่าไมโครไฟบริลจะเรียงตัวขนานกับแกนของเส้นใย ในเนื้อไม้ที่เกิดแรงอัด ค่า MFA จะสูงและสูงถึง 45° ^{[ 5 ]}การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลของผนังเซลล์^{[ 6 ]}

ผนังเซลล์ทุติยภูมิมีอัตราส่วนของส่วนประกอบที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับผนังเซลล์ปฐมภูมิตัวอย่างเช่น ผนังเซลล์ทุติยภูมิในเนื้อไม้ประกอบด้วยพอลิแซ็กคาไรด์ที่เรียกว่าไซแลนในขณะที่ผนังเซลล์ปฐมภูมิประกอบด้วยพอลิแซ็กคาไรด์ไซโลกลูแคนสัดส่วนของเซลล์ในผนังเซลล์ทุติยภูมิก็สูงกว่า เช่นกัน ^{[ 7 ]}เพคตินอาจไม่มีอยู่ในผนังเซลล์ทุติยภูมิ และแตกต่างจากผนังเซลล์ปฐมภูมิ คือไม่มี โปรตีนโครงสร้างหรือเอนไซม์ใด ๆที่ได้รับการระบุ^{[ 4 ]} เนื่องจากความสามารถในการซึมผ่านของผนังเซลล์ทุติยภูมิต่ำ การขนส่งภายในเซลล์จึงเกิดขึ้นผ่านช่องเปิดในผนังที่เรียกว่ารูพรุน

เนื้อไม้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยผนังเซลล์ทุติยภูมิ และช่วยพยุงพืชให้คงรูปต้านแรงโน้มถ่วง^{[ 8 ]}

ผนังเซลล์ทุติยภูมิบางชนิดเก็บสะสมสารอาหาร เช่น ในใบเลี้ยงและเอนโดสเปิร์มซึ่งประกอบด้วยเซลลูโลสเพียงเล็กน้อย และส่วนใหญ่เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ชนิด อื่น ^{[ 1 ]}

ผนังเซลล์ทุติยภูมิที่มีลิกนินเป็นครั้งแรกวิวัฒนาการขึ้นเมื่อ 430 ล้านปีก่อน โดยสร้างโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับพืชมีท่อลำเลียง ยีนที่ใช้ในการสร้างส่วนประกอบของผนังเซลล์ทุติยภูมิยังพบในPhyscomitrella patens ด้วย ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการจำลองยีนเหล่านี้เป็นตัวขับเคลื่อนการสร้างผนังเซลล์ทุติยภูมิ^{[ 2 ]}

ผนังเซลล์ทุติยภูมิมีบทบาทสำคัญในการต้านทานเชื้อโรค มีการแสดงให้เห็นว่ามีการสะสมเปปไทด์ต้านจุลชีพที่ป้องกันไม่ให้แบคทีเรียและเชื้อราเข้าสู่เซลล์ นอกจากนี้ยังพบว่าลิกนินสามารถป้องกันการติดเชื้อของเซลล์ได้ เซลล์พืชจะเพิ่มการผลิตเอนไซม์ที่สร้างลิกนินเมื่อถูกความเครียดจากเชื้อโรคบางชนิด ซึ่งจะทำให้ผนังเซลล์ทุติยภูมิมีลิกนินเพิ่มขึ้น ปริมาณลิกนินที่เพิ่มขึ้นมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการต้านทานเชื้อโรคในหลอดเลือดที่ใช้ไซเล็มทุติยภูมิในการแพร่กระจาย^{[ 9 ]}