Частота та глибина дихання залежить від потреб організму і регулюється нервовими та гуморальними механізмами. Основна частина дихального центру знаходиться у довгастому мозку, але в інших частинах мозку також є структури, які впливають на дихання. Під час вдиху альвеоли легень розширюються, що зумовлює розтягування рецепторів, які знаходяться в їхніх стінках. Імпульси від рецепторів надходять до довгастого мозку, що гальмує вдих і викликає видих. Таким чином, пневмотаксичний центр забезпечує почергово вдих та видих, а пошкодження клітин центру зумовлює припинення дихання. На стані центру позначаються сигнали, які надходять з інших нервових центрів. Так, подразнення слизової оболонки трахеї та бронхів, особливо з ділянки біфуркації, викликає рефлекс кашлю. Кірка великих півкуль забезпечує можливість довільної зміни роботи дихальної системи. Зв'язок між кіркою та дихальним центром підтверджується створенням умовних рефлексів на основі дихання, а також його зміною під впливом гіпнозу, під час емоцій. Особливу роль серед гуморальних речовин, які впливають на дихання, відіграє вуглекислий газ. Ця речовина подразнює клітини дихального центру, змушує їх надсилати більше імпульсів до дихальних м'язів, тому дихання частішає та стає більш глибоким, легенева вентиляція зростає. Крім вуглекислого газу, збуджуються хеморецептори судин через накопичення у крові органічних кислот, переважно молочної. Ці кислі речовини стимулюють дихання доти, доки їхня концентрація знизиться до нормальних значень.
