Z chemického hlediska jsou enzymy většinou globulární, jednoduché nebo složené proteiny. Bílkovinná část enzymu se nazývá apoenzym, nebílkovinná část enzymu je kofaktor. Kofaktorem může být anorganická látka (kovový ion, např. Zn²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, Mg²⁺), organická sloučenina nebo obě složky najednou. Organické kofaktory se nazývají koenzymy, enzym s kovovým kofaktorem se nazývá metaloenzym. Kofaktory mohou být integrální součástí enzymu (stálá vazba) nebo mohou být na enzym vázány volně (přechodná vazba). Pevně vázané koenzymy se nazývají prostetické skupiny. Komplex apoenzymu a kofaktoru tvoří katalyticky aktivní holoenzym. Oblast enzymu, kde dochází k vazbě substrátu, se nazývá aktivní místo enzymu. V aktivním místě se rozlišují skupiny odpovědné za vazbu substrátu (vazebné místo) a skupiny odpovědné za vlastní chemickou přeměnu (katalytické skupiny, katalytické místo). Prostorové uspořádání (konformace) aktivního místa určuje substrátovou specifitu – aktivní místo musí svým tvarem přesně odpovídat tvaru molekuly substrátu.