Внутрисистемная гетерохрония связана с постепенным усложнением конкретной функциональной системы. Первоначально формируются элементы, обеспечивающие более простые уровни работы системы. Затем к ним постепенно подключаются новые элементы, что приводит к более эффективному и сложному её функционированию. При этом каждая ВПФ развивается как «по горизонтали» (усложнение компонентного строения), так и «по вертикали» (снижение уровня произвольности и усиление автоматизированности функции). Внутрисистемные перестройки связаны также с изменением иерархического взаимодействия между различными звеньями одной системы, что приводит к качественным преобразованиям психической функции.