共价调节酶（covalent regulatory enzyme） 是一类由其它酶对其结构进行可逆共价修饰，使其处于活性和非活性的互变状态，从而调节酶活性。共价调节酶一般都存在相对无活性和有活性两种形式，两种形式之间互变的正、逆向反应由不同的酶催化。磷酸化是可逆共价修饰中最常见的类型。因为信号激酶能作用于很多靶分子，通过磷酸化作用信号能被极大地放大。蛋白激酶的调节作用能被催化水解磷酸基团的蛋白质磷酸酶逆转。通过磷酸化和脱磷酸化作用，使酶在活性形式和非活性形式之间互变。
如骨骼肌中的糖原磷酸化酶有两种形式：活性较高形式——磷酸化酶a ，是由四个亚基组成的寡聚酶，每一个亚基含有一个被磷酸化的Ser残基；活性较低形式——磷酸化酶b，由两个亚基组成。两分子的磷酸化酶b在磷酸化酶b激酶的催化下，每个亚基上的Ser14残基接受ATP提供的磷酸基团，形成四聚体的磷酸化酶a。磷酸化酶a在磷酸化酶磷酸酶的作用下脱去磷酸基又转变为磷酸化酶b。磷酸化酶的活性形式和非活性形式之间的平衡，使磷酸基共价地结合到酶分子上或从酶分子上脱下，从而调节控制此酶的活性。共价调节酶主要有磷酸化 / 脱磷酸化和腺苷酸化 / 脱腺苷酸化两种形式，此外还有甲基化 / 脱甲基化，乙酰基化 / 脱乙酰基化等。如E.coli 谷氨酰胺合成酶及一些其它的酶，它们受ATP提供的腺苷酰基的共价修饰或酶促脱腺苷酰基而调节酶活性。