O2 tham gia điều hoà hô hấp thông qua cơ chế tác dụng:

Lên trung tâm hô hấp khi nồng độ O2 trong máu bắt đầu giảm.

Lên trung tâm hoá học, khi nồng độ O2 trong máu giảm.

Lên trung tâm hít vào, khi nồng độ O2 trong máu giảm.

Lên các receptor ở quai động mạch chủ và xoang động mạch cảnh.