Взаимоотношения между знаковыми средствами разных типов могут составить предмет следующего раздела семиологии – теории семиосферы. Поскольку вся культура в различных ее проявлениях входит в сферу применения знаковых средств, теория этой сферы может рассматриваться как семиотическая теория культуры. В теории семиосферы могут быть выделены, по крайней мере, три связанных, но различимых аспекта исследований, каждый из которых развивает один из трех предыдущих разделов семиологии знаковых средств: теория коннотаций – как развитие теории знаков и значений; теория гетерогенных текстов – как развитие теории гомогенных знаковых конструкций; теория взаимодействия знаковых систем – как развитие общей теории знаковых систем.
В теории коннотаций исследуются такие способы смысловыражения, которые допускают неоднозначное толкование одного и того же носителя смыслов – от легких сдвигов значений в рамках качественно одной и той же знаковой системы до совместного использования для его интерпретации семиотических систем самых разных типов. В частности, в этой теории вводится понятие символа как такой значимой единицы, в осмыслении которой участвуют сразу несколько семиосистем, и которая приобретает поэтому, помимо прямых денотативных, дополнительные коннотативные значения.
В теории гетерогенных знаковых конструкций рассматриваются способы построения сложных текстов: «гипертекстов» (например, компьютерных), составленных из разнотипных знаков, и «многослойных» смысловых образований, полученных за счет соотнесения одного текста сразу с несколькими знаковыми системами и наделения его символической структурой. Здесь выявляются различные формы соотношений текстов друг с другом – проникновение «интекста» в синтаксическую конструкцию текста, «интертекстуальность» как соотнесенность текста с другими текстами и т. п.
В теории взаимодействий знаковых систем изучаются возможности их совместного участия в актах порождения и интерпретации гетерогенных и символически осмысляемых текстов. Здесь анализируются разные типы соотношений между ними: включение и исключение, совмещение и замещение, субординация и координация, возможность различения «первичных» и «вторичных» знаковых систем, а также схемы исторических изменений их соотношений: конвергенции и дивергенции, формирования синкретических и синтетических комплексов.