Dýchání se stále přizpůsobuje měnícím se nárokům organismu. Ústřední roli v řízení dýchání má dýchací centrum uložené v prodloužené míše. Dýchací centrum je složeno z nervových buněk, které vysílají rytmické podněty k míšním nervům, inervujícím vdechové a výdechové svaly. Smrštění svalů následně vyvolává dýchací pohyby hrudníku.

Frekvence dýchacích pohybů je v klidu 12 - 16 za minutu.

Činnost dýchacího centra je sice automatická, ale působí na ni řada vlivů. Nejvýznamnější jsou nervové a látkové podněty.

1. Nervové podněty přicházejí z některých oblastí koncového a středního mozku a z receptorů (přijímačů) uložených ve svalech, šlachách a v kloubních pouzdrech těch svalů a kloubů, které se účastní dýchání. Cítivá nervová zakončení jsou ve vazivu plic a ve sliznici dýchacích cest i ve stěně cév, kde zaznamenají změny tlaku krve.

   Vzruchy, které z těchto receptorů přicházejí, převážně dýchací centrum tlumí. Útlum dýchání vyvolává zástavu dýchacích pohybů - apnoi . Proto např. podráždění sliznice nosní dutiny dráždivými plyny, vodou nebo cizími tělesy vede k reflexní zástavě dýchání.

   Je-li intenzita podráždění velká, je zástava dýchání následována reflexní a prudkou expirací, kýchnutím nebo kašlem . Tato prudká expirace vzniká křečovitým stahem výdechových svalů. Kašel i kýchání patří mezi obranné dýchací reflexy, pomocí kterých jsou udržovány dýchací cesty průchodné, případně je bráněno jejich poškození.

   Činnost dýchacího centra je ovlivněna i podněty přicházejícími z korových a podkorových oblastí mozku. Těmito podněty můžeme vůlí regulovat frekvenci a hloubku dýchání, např. při řeči, zpěvu apod. Také emoce (zlost, pláč, smích) působí změny v dýchacím rytmu a hloubce vdechu.

2. Látkové podněty se v činnosti dýchacího centra uplatňují prostřednictvím změn ve složení krve, která protéká centrem. Dýchací centrum je méně citlivé na nedostatek kyslíku v krvi, ale velmi citlivé na množství CO2, resp. na pH krve. Vyšší koncentrace oxidu uhličitého v krvi vede ke zvýšení kyselosti (snížení pH) krevní plazmy a k podráždění buněk dýchacího centra. Buňky centra na to reagují proudem nervových impulzů vedených k dýchacím svalům, které vyvolávají nadechnutí.

   Výdech snižuje množství CO2 (zvýšení pH) a proto po několika rychlých výdeších dochází ke kratší zástavě dýchání. Nahromadění CO2 (opětné snížení pH) vznikající při látkové výměně tkání vyvolá opět podráždění dýchacího centra a nádech.

   Oxid uhličitý dráždí dýchací centrum jen do určité koncentrace. Nadbytek CO2 vede naopak ke snížení citlivosti centra (k útlumu) a k zástavě dýchání. Oxid uhličitý se tak svým vlivem na dýchací centrum významně uplatňuje při řízení a regulaci dýchacího cyklu.

   Dýchání je neoddělitelné od krevního oběhu. Vlastní okysličování krve by nemělo smysl, pokud by současně nebyl zajištěn dostatečný rozvod krve do tkání. Dostatečný nejen co do množství, ale i tlaku. Vzájemnou souhru regulací mezi dýcháním, složením krve, tlakem a množstvím krve, zabezpečují tzv. chemoreceptory.

   Chemoreceptory jsou drobná tělíska tvořená nakupeninami specializovaných buněk s množstvím nervových zakončení, která spojují receptory s dýchacím centrem v prodloužené míše. Receptory jsou citlivé na chemické změny ve složení krve, např. na změny pH, na větší výkyvy v množství kyslíku v krvi a hlavně na množství krve protékající tělísky.

   Největší chemoreceptory jsou uloženy v oblouku srdečnice, a v místě rozvětvení společné krkavice na krku. Na různých místech cévního a nervového systému jsou další, menší receptory.

   Funkci receptorů si je možno zjednodušeně představit takto: chemoreceptory reagují na současný pokles průtoku krve tělískem a pokles množství kyslíku v tepenné krvi.

   Je-li snížena citlivost dýchacího centra, udržuje se dýchání pouze činností chemoreceptorů. (Např. při narkóze v průběhu operačních výkonů.) Citlivost chemoreceptorů na nedostatek kyslíku je značná a proto je v případech vyřazení činnosti dýchacího centra nutné zabezpečit nezbytný přísun kyslíku uměle. (Např. dýcháním kyslíku z přetlakové nádoby.) Klesá-li průtok krve tělísky, zasahují chemoreceptory do řízení oběhu a vyvolávají zrychlení srdeční činnosti a zvýšení tlaku krve. Důsledkem je zvýšená nabídka krve a kyslíku tkáním.

   Jednotlivé složky řízení dýchací činnosti nelze od sebe oddělovat. Vzájemně se doplňují a různou citlivostí na množství kyslíku, oxidu uhličitého, pH, tlaku krve a napětí ve tkáních dýchacího systému, umožňují přizpůsobení dýchací činnosti velmi proměnlivým požadavkům organismu.