非典型β - 内酰胺类抗生素是一类在结构和作用机制等方面与典型的β - 内酰胺类抗生素有所不同的药物，主要包括以下几类：

首先是碳青霉烯类，这类药物具有超广谱、抗菌活性强的特点。其化学结构与青霉素类和头孢菌素类不同，在β - 内酰胺环的C - 2和C - 3间有不饱和键，1位的硫原子被碳所取代。常见的药物如亚胺培南，它对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和厌氧菌都有强大的抗菌活性，尤其是对多重耐药的革兰氏阴性杆菌、产超广谱β - 内酰胺酶的细菌等有良好的抗菌效果。不过，亚胺培南单独使用时在体内易被肾脱氢肽酶水解而失活，所以通常与西司他丁钠制成复合制剂。美罗培南则对肾脱氢肽酶稳定，不需要与酶抑制剂合用，且其抗菌谱和抗菌活性与亚胺培南相似，不良反应相对较少。

其次是单环β - 内酰胺类，以氨曲南为代表。氨曲南是第一个成功用于临床的单环β - 内酰胺类抗生素，它只对需氧革兰氏阴性菌有强大的抗菌作用，对革兰氏阳性菌和厌氧菌无活性。其特点是对β - 内酰胺酶稳定，副作用少，与青霉素类和头孢菌素类几乎无交叉过敏反应，可用于对青霉素类和头孢菌素类过敏的患者。

还有β - 内酰胺酶抑制剂及其复方制剂。β - 内酰胺酶抑制剂本身抗菌活性较弱，但能与细菌产生的β - 内酰胺酶结合，使其失去活性，从而保护与之配伍的β - 内酰胺类抗生素不被水解，增强抗菌效果。常见的β - 内酰胺酶抑制剂有克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦。例如阿莫西林 - 克拉维酸钾，是阿莫西林与克拉维酸组成的复方制剂，克拉维酸可以抑制细菌产生的β - 内酰胺酶，使阿莫西林免遭酶的破坏，扩大了阿莫西林的抗菌谱，增强了抗菌作用，可用于治疗产β - 内酰胺酶的细菌感染。

另外，氧头孢烯类也属于非典型β - 内酰胺类，代表药物有拉氧头孢。