主要通过抑制单胺氧化酶的降解，使突触间单胺浓度升高而发挥作用的药物。是首批被批准的抗抑郁药，主要用于抑郁症，对慢性疼痛、广泛性焦虑、强迫症等也可能有效。
异丙烟肼于1954年成为首个用于抗抑郁治疗的单胺氧化酶抑制剂，但在1961年因其肝毒性退出市场。之后相继推出反苯环丙胺和苯乙肼，以及异卡波肼、司来吉兰、吗氯贝胺等药物，曾被广泛应用。但经长期观察，其疗效不很理想，且副作用大、禁忌多，中国的精神科临床已基本不用。
单胺氧化酶抑制剂可根据化学结构分为肼类和非肼类，也可根据底物亲和力分为可逆型与不可逆型，或按选择性分为同工酶A型抑制剂（MAOA）和B型抑制剂（MAOB）。
①肼类和非肼类：苯乙肼和异卡波肼属于肼类衍生物，都含有一个氮与氮之间的侧链键，取代因肝毒性被撤回的第一代肼化物（异丙烟肼和异烟肼）。反苯环丙胺和司来吉兰属于非肼类的芳香基烷胺，与安非他明结构相似。
②选择性和可逆性：巴吉林是第一个经美国食品药物管理局批准的选择性MAOIs。尽管它表现出对MAOB的选择性，并且无须限制饮食中酪胺的摄入量（胃肠道中以MAOA为主），但它并不是一种较强效的抗抑郁药。低剂量下司来吉兰也是MAOB抑制剂，但是在抗抑郁药物试验中，其在治疗剂量（相对的高剂量）下会出现选择性降低的情况。巴吉林和司来吉兰是不可逆型选择性抑制剂，而吗氯贝胺是可逆型选择性抑制剂。
MAOIs作为二线或三线药物主要用于新型或三环类药物治疗无效的抑郁症。对伴有睡眠过多、食欲增加和体重增加的非典型抑郁，以及轻性抑郁或焦虑抑郁混合状态效果有一定效果。