Molécula que colabora con la enzima en su función catalítica, con frecuencia actúa en reacciones de óxido reducción. Tienen en general baja masa molecular (al menos comparada con la apoenzima) y son claves en el mecanismo de catálisis, por ejemplo, aceptando o donando electrones o grupos funcionales, que transportan de un enzima a otro.
Las coenzimas, junto con ciertos elementos químicos inorgánicos, reciben el nombre de cofactores enzimáticos. Algunas enzimas necesitan un cofactor inorgánico y otras un cofactor tipo coenzima. Algunas enzimas requieren cofactores de ambos tipos.
Las coenzimas pueden estar íntima y permanentemente unidas a las proteínas, o bien unirse de forma débil y transitoria. Coenzimas importantes son, por ejemplo, el trifosfato de adenosina (ATP), el dinucleotido de nicotinamida y adenina(NAD), el dinucleotido fosfato de nicotinamida y adenina (NADP), la coenzima A, la UDP-glucosa, el grupo hemo de la hemoglobina y muchas vitaminas.