Tốc độ hô hấp cũng có thể thay đổi do các quá trình bệnh tật, bao gồm cả bệnh ảnh hưởng đến hệ thống hô hấp, sự trao đổi chất hoặc não, Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia lưu ý. Trong trường hợp mắc các bệnh đường hô hấp, sự thay đổi nồng độ oxy và carbon dioxide trong máu cũng như thay đổi tình trạng axit-bazơ dẫn đến việc kích hoạt các cơ chế phản hồi trong hệ thần kinh trung ương. Những cơ chế này thay đổi tốc độ hô hấp và thể tích thủy triều.
Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia cho biết các bệnh không liên quan đến đường hô hấp gây ra sự thay đổi bù đắp trong tốc độ hô hấp và thể tích thủy triều, giúp loại bỏ carbon dioxide. Trong trường hợp nhiễm kiềm chuyển hóa, hệ thống hô hấp sẽ cố gắng bù đắp bằng cách thay đổi tốc độ hô hấp và thể tích thủy triều để giảm lượng carbon dioxide thải ra.Rối loạn thần kinh cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ hô hấp. Theo Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia, một sự cắt ngang của não ở mức độ não giữa dẫn đến giảm tốc độ thở tự phát. Một sự cắt ngang ở ngã ba ống tủy trong não dẫn đến kiểu thở không đều.
