巴比妥类属于中枢神经系统抑制剂类药物。这类药物小剂量时可起到镇静作用，中等剂量能催眠，大剂量则会产生抗惊厥效果。
按作用时间分类
长效类： 如苯巴比妥，作用时间较长，一般可维持6 - 8小时。它主要用于镇静、催眠以及抗惊厥等，比如在癫痫大发作和癫痫持续状态的急救中会用到苯巴比妥。中效类： 像异戊巴比妥，作用时间相对适中，通常维持3 - 6小时。常用于镇静、催眠，也可用于麻醉前给药等情况。短效类： 例如司可巴比妥，作用时间较短，维持时间约2 - 3小时。主要用于催眠，起效较快，适用于入睡困难的患者。
按化学结构分类
巴比妥酸衍生物类： 这是最典型的一类，通过对巴比妥酸进行不同的取代基修饰来改变其药理作用。比如在5位碳上进行取代，不同的取代基会影响药物的脂溶性等性质，进而影响药物的起效时间、作用持续时间等。非巴比妥酸衍生物类： 虽然结构与巴比妥酸有所不同，但也具有类似的中枢抑制作用。这类药物在作用特点等方面可能会有一些差异，不过同样属于巴比妥类药物的范畴。
按临床应用分类
镇静催眠用巴比妥类药物： 可以帮助患者进入睡眠状态，缓解焦虑、紧张情绪起到镇静作用。不过这类药物长期使用容易产生依赖性，所以不能随意长期滥用。比如一些因失眠短期使用中效或短效巴比妥类药物来助眠，但要在医生指导下使用。抗惊厥用巴比妥类药物： 能够对抗惊厥发作，像苯巴比妥就可用于癫痫大发作和癫痫持续状态的急救，通过抑制中枢神经系统的过度兴奋来控制惊厥症状。麻醉前给药用巴比妥类药物： 在手术前使用，可起到镇静、消除患者紧张情绪以及减少麻醉药用量等作用，例如异戊巴比妥可作为麻醉前给药使用。