Azok a koenzimek, amelyek gyenge kémiai kötésekkel kapcsolódnak az enzimfehérjékhez disszociábilisak. A reakció végén a koenzim disszociál az enzimről és egy második reakcióban, amelyet egy másik enzimfehérje katalizál alakul vissza a kiindulási formává, vagyis regenerálódik. A tipikusan disszociáló koenzimet tulajdonképpen helyesebb lenne koszubsztrátnak nevezni. Ilyen koenzimek például a hidrid anion átvitelben szerepet játszó nikotinsavamid adenindinukleotid (NAD) vagy az egyszénatomos intermedierek szállításában közreműködő tetrahidrofosav (FH4).

Bizonyos koenzimek szorosan kapcsolódnak az enzimfehérjékhez, és a katalítikus ciklust követően nem válnak el az enzimtől. Az enzimfehérjéhez szorosan kapcsolódó koenzimet prosztetikus csoportnak nevezzük. Ilyen prosztetikus csoport például a hidrogén atom szállításában szerepet játszó flavin-adenin-dinukleotid (FAD) vagy a transzaminálási reakcióban résztvevő piridoxálfoszfát. Ezekben az esetekben a koenzimek regenerációja azáltal jön létre, hogy az apoenzimből és a koenzimből álló ú.n. holoenzim gyors egymásutánban két különböző szubsztráttal reagál. Pl.az aminosavak transzaminálási reakciójában az enzimreakció első felében a piridoxálfoszfát koenzimre kerül egy aminosav -NH2 csoportja, így az eredeti aminosav ketosavvá alakul, az aminocsoport pedig a koenzimhez kötődve marad. A reakció második felében az amino csoportot tartalmazó koenzim kapcsolódik egy „idegen” ketosavhoz, amely átveszi az amino csoportot és aminosavként disszociál a koenzimről. Tehát a második szubsztráttal végbemenő reakció során a koenzim ismét a kiindulási állapotába kerül vissza. A koenzim-enzim kapcsolat mindig fennáll. Szubsztrát hiányában pedig a koenzim funkcionális csoportja is kapcsolódik az enzimfehérjéhez, annak egyik oldalláncán keresztül.