Moduły całego kompleksu, czyli produkty poszczególnych genów, są pojedynczymi enzymami obsługującymi daną reakcję (na przykład przyłączenie kolejnego aminokwasu).
Biosynteza peptydów nierybosomalnych jest analogiczna do syntezy poliketydów czy kwasów tłuszczowych, która także jest obsługiwana przez modularne zespoły enzymatyczne. Z powodu tych podobieństw w mechanice i rozwiązaniu strukturalnym syntezy, niektóre NRPS zawierają moduły obecne w syntazach poliketydowych – na przykład jednostki dodające fragmenty etylowe czy propylowe do łańcucha peptydowego.
Moduły Kolejność modułów i domen kompletnej syntetazy peptydów nierybosomalnych jest zwykle ustalona i dość konserwatywna.
Inicjacja, czyli moduł startowy: [F/NMe]-A-PCP- Elongacja, czyli moduł rozszerzający: – (C/Cy) –[NMe]-A-PCP-[E]- Terminacja, czyli moduł zwalniający: – (TE/R)
(Kolejność: N-koniec do C-koniec; []: opcjonalnie; (): jeden z)