Elpošana regulējas, mainoties elpošanas muskuļu aktivitātei. Šo muskuļu aktivitāti vada galvenokārt elpošanas centrs - īpašu nervu šūnu kopums iegarenajās smadzenēs. Elpošanas centru veido arī: muguras smadzeņu šūnas – motoneironi, kuri sūta impulsus uz diafragmu un ārējiem ribstarpu muskuļiem; smadzeņu tilta daļā esošā šūnu grupa – pneimotaksiskais centrs (saskaņo ieelpas un izelpas ilgumus); hipotalāms – maina elpošanu neiroemocionālu pārdzīvojumu brīžos; galvas smadzeņu pusložu garoza; elpošanas pašregulācija – katra izelpa aktivē nākamo ieelpu.

Elpošanas centra šūnu ierosa var rasties gluži automātiski, taču stipru ierosu rada galvenokārt ogļskābās gāzes koncentrācijas palielināšanās asinīs, skābekļa koncentrācijas pamazināšanās, kā arī impulsi no plaušu receptoriem. Elpošanas centra aktivitāte mainās arī smadzeņu augstāko nodalījumu ietekmē, piem., cilvēka spēja apzināti mainīt elpošanas kustību dziļumu un biežumu liecina, ka elpošanas centrs pakļauts arī galvas smadzeņu lielo pusložu garozai. Tātad elpošanas normālu norisi nodrošina dažādi mehānismi. Tas dod iespēju ārējās elpošanas intensitāti ik brīdi pielāgot organisma vajadzībām.

Veselā organismā elpošanas regulācijas mehānisms ar elpošanas centra līdzdarbību precīzi pieskaņo elpošanas dziļumu un biežumu vielmaiņas intensitātei.