脊髓只是联系高位脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢。延髓中枢是自主呼吸的最基本中枢。在延髓，呼吸神经元分为背侧呼吸组(DRG)和腹侧呼吸组(VRG)。
DRG位于延髓背侧中部，实际上是弧束核的腹外侧核，这一呼吸组神经元大多数是吸气神经元。VRG由三个区域组成：(1)BOT复合体(2)疑核(3)后疑核，VRG的传入主要来自DRG和脑桥。
在脑桥上部，PBKF核群作用为限制吸气，促使吸气向呼气转换。
大脑皮层对呼吸的调节系统是随意的呼吸调节系统，低位脑干的呼吸调节系统是不随意的自主呼吸节律调节系统。这两个系统的下行通路是分开的。
正常呼吸节律的形成不外乎有两种可能机制：一是起步细胞学说，一是神经元网络学说。