Hvis bindingen av en ligand øker bindingen av neste ligand har vi positiv kooperativitet. Hvis bindingen av en ligand gjør at neste ligand bindes dårligere har vi negativ kooperativitet. Kooperativ binding vil si binding av en ligand til et makromolekyl på en slik måte at binding av en ligand påvirker bindingen av påfølgende ligander til samme makromolekyl. Kooperativ binding av substrat eller inhibitor (hemmer) til et enzym gir sigmoid enzymkinetikk istedet for Michaelis-Menten kinetikk. Slike enzymer som ofte er viktige reguleringsenzymer kalles allosteriske (gr. allos - andre; stereos - fast, rom) fordi en aktivator eller inhibitor er sterisk forskjjelig fra substratet til enzymet og bindes således til et bindingssete forskjellig fra det aktive sete på enzymet. Monod, Wyman og Changeux, samt Koshland, Némethy og Filmer har laget modeller som kan forklare allosteriske interaksjoner i et enzym. Hill-konstanten i Hill-ligningen gir et mål på kooperativitet. Enzymet aspartat kinase, det første enzymet i biosynteseveien av aspartatfamilien av aminosyrer er et reguleringsenzymet som viser allosterisk (gr. allos – andre; stereos –form) effekt og kooperativ kinetikk.
Eksempel på positiv kooperativitet er bindingen av oksygen til hemoglobin i røde blodlegemer i blodet. Hemoglobin inneholder fire proteinkjeder bundet til hem, og binding av et oksygenmolekyl letter bindingen av det neste. Kooperativitet og kooperativ binding av oksygen til hemoglobin ble analysert av den britiske fysiologen Archibald Hill (1886-1977). Hill-Langmuir-ligningen omhandler binding av ligander til makromolekyler og Hill brukte den i 1910 til å beskrive den sigmoide kurven når oksygen bindes til hemoglobin.Oksygen bindes mer effektivt til oksyhemologbin enn deoksyhemoglobin.