水合氯醛为催眠药、抗惊厥药，催眠剂量30分钟内即可睡眠。催眠作用比较温和，催眠机理可能与巴比妥类相似，引起近似生理性催眠，无无明显的后作用。较大剂量时有抗惊厥作用，可用于小儿高热惊厥、破伤风及子痫引起的惊厥。大剂量可以引起昏迷和麻醉，抑制延髓呼吸及血管运动中枢导致死亡。在儿科常用于小儿做特殊检查前的催眠，常用量为每次每公斤体重0.5毫升。