Sachverhalt: A. Die Staatsanwaltschaft IV des Kantons Zürich führte gegen X._ eine umfangreiche Strafuntersuchung wegen mehrfachen Mordes. X._ wird vorgeworfen, am 24. Dezember 2007 ihre beiden Kinder A._ und B._, beide geboren am 25. März 2000, getötet zu haben. Das Geschworenengericht des Kantons Zürich verurteilte X._ am 26. März 2010 wegen mehrfachen Mordes im Sinne von Art. 112 StGB zu einer lebenslänglichen Freiheitsstrafe unter Anrechnung von 823 Tagen bisher erstandener Haft. Mit Zirkulationsbeschluss des Kassationsgerichts des Kantons Zürich vom 1. Juni 2012 wurde das Urteil des Geschworenengerichts aufgehoben und die Sache zur Neubeurteilung ans Bezirksgericht Horgen überwiesen. Die Hauptverhandlung fand bzw. findet am 12., 18. und 19. Dezember 2012 (mit Ersatzdaten im Januar 2013) statt. X._ wurde am 24. Dezember 2007 verhaftet und in Untersuchungshaft versetzt. Der Präsident des Geschworenengerichts bewilligte ihr mit Verfügung vom 23. November 2011 den Übertritt in den vorzeitigen Strafvollzug. Mit Eingabe vom 3. August 2012 stellte X._ das Gesuch, aus dem vorzeitigen Strafvollzug entlassen zu werden. Das Zwangsmassnahmengericht des Bezirks Horgen wies dieses Gesuch mit Verfügung vom 20. August 2012 ab. Die hiergegen erhobene Beschwerde wurde vom Obergericht des Kantons Zürich mit Beschluss vom 5. September 2012 gutgeheissen und die Angelegenheit zur Neubeurteilung im Sinne der Erwägungen ans Zwangsmassnahmengericht zurückgewiesen. Dieses wies das Gesuch um Entlassung aus dem vorzeitigen Strafvollzug von X._ mit Verfügung vom 24. September 2012 (erneut) ab. Diese Verfügung focht X._ beim Obergericht an, welches die Beschwerde mit Beschluss vom 24. Oktober 2012 abwies. B. Mit Beschwerde in Strafsachen ans Bundesgericht vom 26. November 2012 beantragt X._ die Aufhebung des Beschlusses des Obergerichts und ihre Entlassung aus dem vorzeitigen Strafvollzug. Eventualiter sei sie unter Anordnung von Ersatzmassnahmen (Ausweis- und Schriftensperre, Meldepflicht, Auflage betreffend Aufenthaltsort) aus dem vorzeitigen Strafvollzug zu entlassen. Des Weiteren sei ihr die unentgeltliche Prozessführung und Rechtsverbeiständung zu gewähren. Das Obergericht verzichtet auf eine Vernehmlassung. Die Staatsanwaltschaft beantragt die Abweisung der Beschwerde. Die Eingabe der Staatsanwaltschaft wurde der Beschwerdeführerin zugestellt. Diese hat auf eine abschliessende Stellungnahme verzichtet. 