Oddychanie jest regulowane przez dwa niezależne mechanizmy, pierwszy z nich odpowiada za kontrolę dowolną, drugi za kontrolę automatyczną. Układ odpowiedzialny za kontrolę dowolną jest zlokalizowany w korze mózgowej i wysyła impulsy do motoneuronów oddechowych przez drogi korowo-rdzeniowe. Układ odpowiedzialny za kontrolę automatyczną jest w pniu mózgu, to jest w rdzeniu przedłużonym i moście.
Od zlokalizowanych w rdzeniu przedłużonym neuronów regulujących oddychanie impulsacja nerwowa przekazywana jest do motoneuronów oddechowych rdzenia kręgowego. Są to motoneurony przeponowe, zlokalizowane w rogach brzusznych istoty szarej szyjnych segmentów rdzenia kręgowego i motoneurony mm. Międzyżebrowych zewn. Włókna odpowiedzialne za wydech dochodzą do motoneuronów zlokalizowanych w odcinku piersiowym rdzenia i unerwiających mm. Międzyżebrowe wewn. Motoneurony wdechowe i wydechowe spełniają rdzenia kręgowego spełniają funkcje tylko wtedy, kiedy są stymulowane impulsacją płynącą z rdzenia przedłużonego.
Układ generujący impulsy oddechowe i odpowiedzialny za oddychanie automatyczne zlokalizowany jest w rdzeniu przedłużonym . Choć miejscem postawania cyklicznych impulsów oddechowych jest rdzeń przedłużony, to modyfikowane są one przez impulsację aferentną pochodzącą z mostu i nerwu błędnego.
Źródłem również modulującym automatyczne funkcje oddechowe jest unerwienie aferentne nerwu błędnego i częściowo nerwu językowo-gardłowego. Do neuronów oddechowych rdzenia przedłużonego dociera też pobudzenie doprowadzane nerwem błędnym i nerwem gardłowo - językowym z chemoreceptorów kłębków aortalnych i kłębków zatoki szyjnej.