Kilpailukyvytön inhibiittori on inhibiittori, joka sitoutuu vain entsyymi-substraatti-kompleksiin. Sen sitoutumiskohta muodostuu vasta, kun entsyymi ja substraatti ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Epäkompetitiivinen inhibitio ei toimi, kun mukaan yritetään saada lisää substraatteja. Entsyymi-substraatti-inhibiittorikompleksi ei tuota mitään tuotetta
E + S -> ES
ES + I -> ESI -X-> E + P
Kilpailukyvytön inhibiittori sitoutuu entsyymi-substraatti-kompleksiin estäen entsyymiä reagoimasta substraatin kanssa muodostaen tuotteen, sellaisenaan se toimii hyvin korkeammilla substraatti- ja entsyymipitoisuuksilla, joilla substraatit sitoutuvat entsyymiin; sitoutuminen johtaa entsyymiin sitoutuvan substraatin konsentraation, Km:n ja Vmax:n pienenemiseen ja entsyymin sitoutumisaffiniteetin kasvuun substraattiin.
E + I -> (S:n kautta) ES + I -> E + P
jossa E on entsyymi, I on inhibiittori, ES on entsyymi-substraatti-kompleksi ja P on tuote.
Substraatin sitoutuminen muuttaa entsyymin rakennetta, jolloin inhibiittorin sitoutumiskohta on käytettävissä. Kilpailematon inhibitio pienentää maksiminopeutta sekä KM:ää. K,M on substraatin konsentraatio, kun nopeus on puolet Michaelis-Mentenin kinetiikkamallin mukaisesta maksiminopeudesta. Sekä Vmax että KM pienenevät yhtä paljon. Vmax pienenee edelleen, vaikka entsyymi-substraatti-sitoutuminen tehostuu, koska muodostuu ESI-komplekseja. ESI-kompleksit estävät tuotteen muodostumisen. Ei-kompetitiivinen inhibiittori alentaa KM:ää ja luo paremman entsyymi-substraatti-sitoutumisen, koska se sitoutuu vain ES-kompleksiin. ES-kompleksi kuitenkin tyhjenee jatkuvasti inhibiittorin sitoutuessa, jolloin syntyy ESI-komplekseja. Siksi ES- ja ESI-kompleksien välisen tasapainon säilyttämiseksi ja Le Chatelierin periaatteen mukaisesti reaktio siirtyy kohti enemmän ES:n muodostumista, jolloin se sitoo enemmän substraattia entsyymiin, jolloin syntyy enemmän ES:ää. Viime kädessä tämä johtaa alhaisempaan KM:ään. Pienempi KM osoittaa entsyymin ja substraatin parempaa sitoutumista, koska entsyymi voi saavuttaa puolet maksiminopeudestaan pienemmällä substraattikonsentraatiolla. Tavallaan entsyymi-substraatti-sitoutuminen on hyvin tehokasta, koska entsyymillä ja substraatilla on suuri affiniteetti ja ne ovat vahvassa vuorovaikutuksessa.