特別值得一提的是，有一類分子伴侶屬于熱休克蛋白 (HSP）。這種蛋白是1962年Ritossa在研究果蠅唾腺染色體時首先發現的。果蠅一般在25℃正常生長，當外界溫度升至30～40℃時，果蠅體內產生較多的HSP。后來又在酵母、玉米、大豆、大腸桿菌等中發現。當外界溫度高出正常生長溫度10～15℃，HSP大量誘生。近年來的研究表明在正常生長條件下，這類HSP仍少量存在。以前認為HSP功能是機體為應付不良環境產生對熱變性蛋白的修復，進一步研究才知正常生理條件下，HSP對蛋白跨膜運輸，結構折疊也有重要作用。上面提及的HSP70、HSP60、GroEL都屬于HSP 。