Chất điều hòa hóa học quan trọng nhất của quá trình hô hấp ở một người khỏe mạnh là carbon dioxide. Hô hấp liên quan đến việc trao đổi oxy và carbon dioxide giữa không khí và máu của một người. Khi các thụ thể não cảm nhận được quá nhiều carbon dioxide trong máu, chúng sẽ báo hiệu cơ thể tăng cường thông khí.
Mức độ pH trong máu có quan hệ tỷ lệ nghịch với lượng carbon dioxide trong máu. Sự gia tăng carbon dioxide dẫn đến giảm nồng độ pH trong máu, khiến người bệnh tăng tốc độ thông khí.
Một chất điều chỉnh hóa học quan trọng khác của hô hấp là oxy. Khi nồng độ oxy trong cơ thể giảm, các cơ quan thụ cảm hóa học ở động mạch cảnh và động mạch chủ phản ứng bằng cách tăng thông khí.