کاربرد اصلی داروی فنوباربیتال برای درمان صرع و داروی تیوپنتال برای هوشبری می باشد.
با توجه به مزیت بنزودیازپین ها نسبت به این داروها، به غیر از موارد خیلی خاص، امروزه باربیتورات ها کاربرد چندانى براى درمان اختلالات خواب و اضطراب ندارند.
باربیتورات ها مانند بنزودیازپین ها، اتصال گابا (نوروترانسمیتر مهاری) به رسپتور آن در غشای سلول های عصبی را افزایش می دهند.