O impulso primário para respirar é a pressão parcial de dióxido de carbono no sangue arterial (PaCO₂). Quimiorreceptores centrais na medula respondem a mudanças no pH do LCR causadas pela difusão de CO₂ através da barreira hematoencefálica. PaCO₂ crescente → ventilação aumentada; PaCO₂ decrescente → ventilação diminuída.
Quimiorreceptores periféricos (corpos carotídeos/aórticos) respondem principalmente à hipoxemia (baixa PaO₂) e acidose, servindo como um impulso secundário/backup.