分子伴侣一定不是最终组装完成的结构的组成部分, 但不一定就是一个独立的实体。如一些蛋白水解酶的前序列以及一些核糖核蛋白体的加工前的部分对于这些酶的折叠和成熟是必需的, 将它们称为分子内伴侣。

这些位于信号肽和成熟蛋白之间的前序列, 不仅抑制酶原蛋白的活性, 还作为分子伴侣帮助酶原蛋白折叠。去除前序列, 剩余部分便会形成稳定的中间物, 既不沉淀, 也不折叠;加入前序列,才能折叠成活性构象。与一般的分子伴侣相比, 分子内伴侣具有高度的专一性, 通过水解作用释放, 不需要ATP。