一、呼吸中枢
呼吸运动是由呼吸肌的节律性收缩、舒张所引起，而呼吸肌属于骨骼肌，没有自律性。在动物实验中，切断支配呼吸肌的神经后，呼吸肌即失去节律性收缩。可见呼吸肌的节律性活动来自中枢神经系统，呼吸节律乃是呼吸中枢节律性活动的反映。
在中枢神经系统里，产生和调节呼吸运动的神经细胞群，称为呼吸中枢。它们分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓、脊髓等部位。各级中枢在调节呼吸中的作用不同，正常呼吸有赖于它们彼此之间的相互协调、相互制约以及对各种传入冲动的整合。
（一）脊髓
在脊髓灰质前角，有支配呼吸肌运动的神经元。早已发现：在哺乳期动物的实验中，于延髓与脊髓之间横断，动物呼吸立即停止，说明呼吸的节律性不是发生在脊髓，脊髓只是联系脑和呼吸肌的中间环节和整合某些呼吸反射的初级中枢。
（二）延髓
切断猫两侧迷走神经后，若在脑桥与延髓横断，保留延髓与脊髓的联系，动物能产生节律性呼吸，但与正常的呼吸形式不同，它往往是呼气时间延长，吸气突然发生又突然终止，即呈喘式呼吸，说明延髓是产生原始的节律性呼吸活动的基本部位，是呼吸的基本中枢。但是正常的节律性呼吸运动，还有赖于延髓以上神经中枢的参与。
近年来用微电极记录神经元电活动发现：延髓与呼吸运动有关的神经元按自发放电与呼吸周期的关系可分为四类，即吸气神经元（IN）；呼气神经元（EN）；吸气-呼气神经元（IEN）和呼气-吸气神经元（EIN）。这些神经元主要集中在延髓的背侧和腹侧两组神经元核团内。背侧呼吸组（DRG）神经元，神经元主要在孤束核的腹外侧部（猫的DRG主要含IN）。腹侧呼吸组（VRG）神经元，主要在疑核、后疑核和面神经核的BoT复合体，主要含EN。
根据平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的，因而有人认为中枢性呼吸节律主要是吸气神经元的活动节律，但是其节律性活动的起源，目前仍不清楚。(https://www.daowen.com)
（三）脑桥
延髓呼吸中枢虽能产生呼吸节律，但比较原始，正常呼吸节律的维持，必须有较高级中枢的参与始可。当切断实验动物两侧迷走神经后，再于脑桥上1/3外横断脑干，动物出现吸气延长，偶然发生短促呼气，即长吸式呼吸。据此有人认为，在脑桥下2/3处存在一个使吸气延长的长吸中枢。但近年来对长吸中枢已予否定，因为长吸现象可能与麻醉有关，动物从麻醉中恢复后，长吸呼吸消失；再给予麻醉剂，长吸呼吸又复出现。现在认为，长吸现象可能是中枢神经系统中，呼吸调节结构的一种特殊功能状态的反映，而在结构上并没有特定的长吸中枢。
当在脑桥与中脑之间横断脑干，则呼吸运动形式基本正常，说明在脑桥上端有一个调整呼吸运动的呼吸调整中枢，其位置在臂旁内侧核（NPBM）和相邻的Kollker-Fuse（KF）核（二者合称PBF核群），其作用为：限制吸气，促使吸气向呼气转换。
（四）其他高位中枢
呼吸运动还不断受到中脑以上各级部位的影响，特别是丘脑下部及大脑皮层的作用较为重要。
健康成人在安静情况下，呼吸频率为每分钟12～18次。而在高热时，呼吸频率可明显增加，这是由于血液温度升高时，刺激了下丘脑的体温度调节中枢所致。呼吸频率增加能加速水气经呼吸道蒸发，从而促进散热。
大脑皮层对呼吸活动的调节也是明显的，人们可以在一定范围内有意识地控制呼吸的深度和频率，例如做短时间的深快呼吸、暂时的屏气等。当然这种随意控制是有限的。此外，在人的日常生活中，如讲话、读书、唱歌等都必须依靠呼吸运动的配合，这些都是大脑皮层调节呼吸运动的表现。