本类药物是巴比妥酸(丙二酰脲)的衍生物。其镇静催眠作用机制可能与其选择性地抑制丘脑网状上行激活系统,从而阻断兴奋向大脑皮层的传导有关。其抗惊厥作用则是通过抑制中枢神经系统的突触传递,提高大脑皮层运动区的电刺激阈值来实现的。常根据用药后睡眠时间维持久暂而分类:长效类(巴比妥、苯巴比妥,6~8小时)、中效类(异戊巴比妥、戊巴比妥,4~6小时)、短效类(司可巴比妥,2~3小时)及超短效类(硫喷妥钠,1 / 4小时)。