分子伴侣（英语：chaperone，molecular chaperone）又译侣伴蛋白、伴护蛋白、分子伴护蛋白，是一类协助细胞内分子组装和协助蛋白质折叠的蛋白质。利用ATP协助蛋白质折叠，只是一部分分子伴侣的功能；分子伴侣如 Asf1 者，能在细胞分裂过程中提升DNA解螺旋酶的活性并且将母链的组蛋白传递到子链。 分子伴侣与伴侣素（chaperonin）不同，后者只是分子伴侣中的一种，前者还包括热休克蛋白 Hsp60 和 Hsp10 两个家族。
分子伴侣中很大一部分是热休克蛋白（反过来也未必成立，就是说，并非所有热休克蛋白都是分子伴侣）。这些蛋白在所谓的压力源的刺激下，如高温，葡萄糖供应不足，身体受到感染和癌症被激活。
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