Избыток СО2 или недостаток О2 в крови вызывают возбуждение хеморецепторов, находящихся в дуге аорты, а также хеморецепторов продолговатого мозга. Импульсация одних ведёт к возбуждению центра вдоха, что проявляется учащением или углублением дыхания, т.е. к увеличению лёгочной вентиляции. В результате из организма выводится избыток СО2 и увеличивается напряжение О2. Недостаток СО2 и избыток О2, наоборот, вызывает уменьшение лёгочной вентиляции, вплоть до остановки дыхания. В результате этого в крови повышается напряжение СО2, поступающего из тканей, и уменьшается напряжение О2. Недостаточное снабжение нейронов кислородом называется гипоксической гипоксией, что само по себе не вызывает возбуждение дыхательного центра. Гипоксия сопровождается накоплением кислот в крови и межклеточной жидкости, сопровождающееся повышением концентрации водородных ионов, которые и возбуждают нейроны центра вдоха.