这类能与水互溶的有机溶剂，通常被称为有机助溶剂或共溶剂（organic co-solvent）。常用的助溶剂有二甲基亚砜（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）、四氢呋喃（THF）、二恶烷（二氧六环）、丙酮和低级醇等。由于所形成的系统是均相系统，因此通常不会发生传质阻碍。一般来讲，该系统中与水互溶有机溶剂的量可达总体积的10%20%（体积分数），特殊条件下，甚至高达90%以上。在水—有机溶剂单相系统中，有些酶（如蛋白酶和酯酶等）的反应选择性会增强。如果该系统中的有机溶剂的比例高过某一阈值，将夺去酶分子表面的结构水，使酶失活。但也有少数稳定性很高的酶，如南极假丝酵母脂肪酶（candida antarctica lipase B），只要在水互溶有机溶剂中有极少量的水，就能保持催化活性。此外，当酶催化反应在0℃以下进行时，与水互溶的有机溶剂还能降低反应系统的冰点温度，这是低温酶学研究的内容之一。