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青霉素类、头孢菌素类以外的其他β-内酰胺类统称为非典型β-内酰胺类抗生素。它包括碳青霉烯、青霉烯、单环菌素类抗生素等。
1、碳青霉烯类抗生素
是抗菌谱最广的一类β-内酰胺，抗菌活性强，对绿脓杆菌外膜的透过性大，最低抑菌浓度(MIC)与最低杀菌浓度(MBC)非常接近，对G-菌有一定抗生素后效应(PAE)，与第三代头孢菌素无交叉耐药性，对大多数β-内酰胺酶稳定。
1.1 亚胺培南(imipenem)
亚胺培南是硫霉素的衍生物，为广谱抗生素，对β-内酰胺酶十分稳定，不论是染色体介导还是质粒介导均很稳定。对G+球、金葡萄菌、表皮葡萄球菌和链球菌均极敏感，对G-杆菌的抗菌谱很广，几乎对所有的肠道杆菌和G球菌具有活性，对厌氧菌也有很好效果，惟一的耐药菌是嗜麦芽假单孢菌(P. maltophilia)。问题是肾脱氢肽酶Ⅰ(DHP-1)会引起本品在肾脏大量降解，西司他丁是一种有效的脱氢酶抑制剂，两者合用，就克服了这个缺陷。
供注射的亚胺培南与西司他汀(cilastatin)1∶1的混合粉针剂于1984年在奥地利和德国上市，其商品名称Zienem；1985年在瑞士、1986年在瑞典、1987年在芬兰、日本等国上市，其商品名为泰能(Tienam)。
1.2 帕尼培南(panipenem)
本品与亚胺培南同样对G+与G-菌及需氧菌、厌氧菌有强力的抗菌作用。对β-内酰胺酶稳定，还有抑酶作用。帕尼培南和N-苯甲酰β丙氨酸(betamipron)(1∶1)的复合粉针剂，于1985年试验成功，1993年12月上市。商品名为Carbenin(CS-976)。它是一种阴离子输送抑制剂，能阻碍肾毒性发生部位吸取β-内酰胺类药物，并减少肾毒性。
1.3 美罗培南(meropenem)
抗菌谱、抗菌活性均与亚胺培南相似，并有抗生素后效应。
1.4 欧他培南(ertapenem)
本品与美罗培南相同，对G+与G-菌、需氧菌、厌氧菌有强力抗菌作用，对β内酰胺酶稳定。
2、青霉烯类抗生素
青霉烯与碳青霉烯相似抗菌谱广、抗菌活性强，对β-内酰胺酶有抑制作用化学性质不如碳青霉烯稳定，且在体内易代谢产生低分子硫化物，有恶臭。鉴于青霉烯在β-内酰酰胺中，是惟一对静止状态细菌也有杀菌作用的一类抗生素，故研究与开发仍在继续。
呋罗培南(faropenem)，对需氧性与厌氧性的G+菌、G-菌显示广谱抗菌作用，特别是抗葡萄球菌、肠球菌等G+菌和拟杆菌属等厌氧菌的活性都优于现有口服抗菌药，但抗绿脓杆菌活性微弱。对各种β-内酰胺酶很稳定，耐药菌株较少。
3、单环β-内酰胺类抗生素
氨曲南和卡芦莫南其作用特点为：对G-需氧菌有强大的抗菌作用，抗绿脓杆菌活性优于头孢噻肟和头孢哌酮，略低于头孢他啶；对G+需氧菌几乎无作用；抗厌氧菌活性微弱；对β-内酰胺酶稳定。
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