由不同基因產生的肽鏈而衍生的同工酶。這里所指的不同基因可以在不同染色體或在同一染色體的不同位點上，例如LDH中A、B兩條肽鏈的基因分別在第11及第12對染色體上，唾液淀粉酶和胰淀粉酶的基因在第1對染色體的不同位點上。這類同工酶因分子結構差異較大，彼此間無交叉免疫。但同工酶的不同基因也可以是同源染色體的等位基因，這種成對的等位基因上兩個基因結構不同的情況，在遺傳學上稱為雜合子。雜合子在同一個體中可合成同一種酶的兩種不同肽鏈，或亞基，這兩種亞基尚可雜交，形成同工酶。在生物群體的不同個體中，有時同一基因位點上的一個(對雜合子來說)或一對(對純合子來說)基因也可發生遺傳變異，從而產生變異的酶，出現群體中的遺傳多態。不同個體中這些遺傳變異的酶也屬于基因性同工酶。其在免疫學上常有交叉反應。
由同一基因轉錄出前體核糖核酸(前體RNA)，經過不同的加工剪接過程而生成多種不同的mRNA，再轉譯出多種肽鏈，從而組成同工酶。這類同工酶因發現較晚，在國際上尚無統一命名，彼此間也有交叉免疫。
由同一基因、同一mRNA轉譯生成原始的酶蛋白，再經過不同的化學修飾，如酰胺基水解、磷酸化、肽鏈斷裂、糖鏈上的糖基增減等形成不同結構的酶蛋白，它們的免疫性往往相同。
國際生化協會命名委員會(CBN)建議只將原級同工酶列為同工酶，而將次生同工酶稱為共合酶，但不少生化學家還是把上述各類酶的不同結構形式都包括在廣義的同工酶概念中。