大脑是呼吸频率的主要控制者。 它从检测血液中氧气和二氧化碳水平的传感器接收输入。 血液的pH值-反映其相对酸度或碱度-也影响呼吸频率。 活动水平和药物或酒精的存在是影响呼吸频率的其他重要因素。
脑干节律中心
呼吸通常发生在您的意识之外。 脑干的节律中心控制此功能。 在这个中心内是控制吸气的I神经细胞和控制呼气的E神经细胞。 I和E神经细胞交替排列以协调吸气和呼气的节奏模式。 损害节律性中枢的条件（例如脑干中风）通常是灾难性的，导致呼吸暂停-呼吸停止。
脑皮质输入
正如任何吹过蜡烛或练习瑜伽的人都知道的那样，您可以自愿控制自己的呼吸。 呼吸的有意识控制是在称为大脑皮层的大脑区域的控制下进行的，该区域控制所有自愿的肌肉运动。 大脑皮层某些区域的中风和压抑人的意识水平的状况可能会干扰对呼吸的自愿控制。
血液二氧化碳
血液中的二氧化碳含量对呼吸频率有很大影响。 随着您的活动水平增加，您的细胞（尤其是肌肉细胞）会产生更多的二氧化碳。 脑干的节律中心可检测到二氧化碳增加并提高呼吸频率以消除多余的二氧化碳。 呼气期间，肺部将二氧化碳释放到空气中。 血液中的二氧化碳水平是控制睡眠中呼吸的关键因素。
血氧
血氧含量对呼吸频率具有次要影响。 通常，血氧水平为80至100 mmHg。 如果低于50，就会刺激呼吸频率。低于50的血液氧含量极低，这就是为什么与其他呼吸频率调节机制相比，这种呼吸控制具有次要的重要性。
血液酸碱度
称为主动脉和颈动脉体的传感器可检测血液pH值的变化。 肺和肾脏共同控制血液的pH值。 血液pH值异常低会增加呼吸频率。 快速呼吸释放增加的二氧化碳量，这是血液pH值的主要决定因素。 如果通过快速呼吸排出过多的二氧化碳（例如，过度换气会发生），您可能会感到头晕或晕眩。 呼吸到纸袋中可以减轻这种感觉，因为您可以再补充二氧化碳，从而使血液水平恢复正常。 过度换气使您头晕的速度表明，人体对血液pH值和二氧化碳含量的突然变化非常敏感。
毒品和酒精
某些处方药，例如麻醉性止痛药和镇静剂，以及街头毒品海洛因，可以抑制脑干呼吸节律中心的活动。 血液中的高酒精水平具有相同的作用。 经常患有急性酒精中毒的人必须住院以机械方式呼吸。 药物和酒精引起的呼吸频率降低会导致呼吸停止，这是酒精中毒和麻醉药过量引起的最常见死亡原因。
