外周化学感受器主要是指颈动脉体。这些感受器在动脉血PO2降低、PO2或H+浓度升高时受到刺激，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓，反射性地引起呼吸加深加快和血液循环的变化。颈动脉体主要调节呼吸，而主动脉体在调节循环方面较为重要。外周化学感受器感受的刺激是PO2而不是动脉血O2含量，而且是感受器所处环境的PO2。
中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部位，左右对称，可以分为头、中、尾三个区。延髓的头端区和尾端区都有化学感受性;中间区不具有化学感受性。中枢化学感受器的生理刺激是脑脊液和局部细胞外液中的H+。它的作用可能是调节脑脊液的[H+]，使中枢神经系统有一稳定pH环境。与外周化学感受器不同，它不感受缺O2的刺激，但对O2的敏感性比外周的高，反应潜伏期较长。
CO2既可通过刺激中枢感受器又可通过刺激外周化学感受器发挥作用。
动脉血CO2在一定范围内升高，可以加强对呼吸的刺激作用，但超过一定限度则有抑制和麻醉效应。中枢化学感受器在CO2通气反应中起主要作用。然而，因为中枢化学感受器的反应较慢，所以当动脉血PO2突然增高时，外周化学感受器在引起快速呼吸反应中可起重要作用;另外，当中枢化学感受器受到抑制，对CO2的敏感性降低时，外周化学感受器也起重要作用。动脉血PO2对正常呼吸的调节作用不大，
低O2对呼吸的刺激作用完全是通过外周化学感受器实现的，它对中枢的直接作用是抑制作用。