Il più importante regolatore chimico della respirazione in un individuo sano è il biossido di carbonio. La respirazione comporta lo scambio di ossigeno e anidride carbonica tra l'aria e il sangue di una persona. Quando i recettori cerebrali percepiscono troppa anidride carbonica nel sangue, segnalano al corpo di aumentare la ventilazione.
I livelli di pH del sangue sono inversamente proporzionali alla quantità di anidride carbonica ematica. Un aumento di anidride carbonica provoca una diminuzione dei livelli di pH del sangue, inducendo la persona ad aumentare la sua velocità di ventilazione.
Un altro importante regolatore chimico della respirazione è l'ossigeno. Quando i livelli di ossigeno nel corpo diminuiscono, i chemocettori carotideo e aortico rispondono aumentando la ventilazione.