羟基丁酸的作用是用作常用镇静剂，用于治疗失眠、抑郁症、发作性嗜睡病和酗酒，也被用于提高运动员成绩。该物质也被用作麻醉剂，在许多地区被禁用。羟基丁酸是一个由4个碳、8个氢和3个氧原子组成的短链脂肪酸简单羟基化而成。分子量104.1，通常以钠盐的形式存在。

羟基丁酸可在人体细胞内合成，结构上与酮体β-羟基丁酸酯相似。在实际使用中，通常使用γ-羟基丁酸的钾盐或钠盐。γ-羟基丁酸也可由发酵产生，因此也存在于一些啤酒或葡萄酒中。琥珀酸半醛脱氢酶缺乏症可造成GHB在血液中累积，造成麻醉效果。

羟基丁酸亦存在于葡萄酒、牛肉、柑橘属水果中，也少量存在于几乎所有动物体内。它也是一种神经药物，在许多国家被认定为毒品。在台湾γ-羟基丁酸称为“神仙水”，是管制类精神药物。