Tutti i barbiturici dopo somministrazione orale sono rapidamente assorbiti dal tratto gastrointestinale. Il loro legame con le proteine plasmatiche varia a seconda del grado di liposolubilità. La concentrazione raggiunta nel liquor cefalorachidiano è pari alla quota libera di farmaco nel plasma. I barbiturici agiscono determinando una depressione globale dell'attività del sistema nervoso centrale (SNC). L'azione è particolarmente rilevante sulla formazione reticolare del tronco e sulla corteccia cerebrale. Gli elevati dosaggi raggiunti in corso di intossicazione comportano una marcata depressione anche a carico di ipotalamo, talamo, sistema limbico, bulbo e vie nervose poli e mono-sinaptiche spinali.