巴比妥类药物可以缩短睡眠潜伏期,加快睡眠期间的脑电活动,减少睡眠期间的肢体动作;可以使第二期睡眠增加,而第三、四期慢波睡眠通常会减少,但有些焦虑或对巴比妥类依赖的患者则例外;也可以使快动眼睡眠潜伏期延长,快动眼睡眠总时间及快动眼次数减少。夜间如反复用药,几天后就会出现药物耐受性;断药会导致失眠及睡眠形式紊乱(二期睡眠减少),并且使快动眼睡眠增加。