中樞神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的神經(jīng)元群。分布于脊髓、腦干、間腦、大腦皮層等部位。主要分布在腦干。脊髓和腦干在呼吸調(diào)節(jié)中作用是：
脊髓頸、胸節(jié)段灰質(zhì)前角有呼吸運(yùn)動神經(jīng)元。頸3～5節(jié)有支配膈肌的神經(jīng)元。脊髓胸段2～6節(jié)有支配肋間肌的運(yùn)動神經(jīng)元。如把脊髓在胸段第6節(jié)以下橫斷，對呼吸運(yùn)動將不發(fā)生任何妨礙。如把脊髓在頸段第6節(jié)以下橫斷，肋間肌雖已失去作用，但膈肌還能照常進(jìn)行有節(jié)律收縮活動；只有把脊髓在頸段第2節(jié)水平切斷，呼吸肌由于與延髓中樞分離而不再起作用。
對腦干不同部位進(jìn)行橫斷，中腦下丘以上部位（包括大腦、小腦、中腦）不存在時，動物能進(jìn)行節(jié)律性呼吸，但此時切斷頸部兩側(cè)迷走神經(jīng)，則呼吸頻率變慢，幅度加深。腦橋上1/3橫斷，節(jié)律性呼吸仍能進(jìn)行，呼吸加深。如切斷迷走神經(jīng)，出現(xiàn)長吸呼吸，吸氣時間延長，間有呼氣。若在腦橋下緣橫切，引起呼吸不規(guī)則。此時若將迷走神經(jīng)也切斷，則呼吸變慢。當(dāng)延髓在閂以下橫斷，則節(jié)律性呼吸完全消失。
延髓中有產(chǎn)生節(jié)律性呼吸的基本中樞，兩部位有部分重疊，如刺激呼氣中樞，引起持續(xù)呼氣動作；刺激吸氣中樞，引起持續(xù)吸氣動作；交替刺激兩個部位，可引起相應(yīng)呼氣和吸氣交替出現(xiàn)。吸氣中樞更敏感。其中樞神經(jīng)細(xì)胞群，一為背側(cè)群，包括附近的孤束核，為吸氣神經(jīng)元群，自動發(fā)出沖動，作用于脊髓對側(cè)的膈肌運(yùn)動神經(jīng)元，從而引起對側(cè)膈肌收縮，又作用于腹外側(cè)疑核，通過迷走神經(jīng)和舌咽神經(jīng)支配同側(cè)呼吸輔助肌群，后疑核支配肋間肌運(yùn)動神經(jīng)元。
延髓中樞與脊髓之間具交互抑制現(xiàn)象。延髓的吸氣神經(jīng)元可通過下行路徑引起脊髓吸氣肌運(yùn)動神經(jīng)元興奮，同時又有側(cè)支通過抑制性中間神經(jīng)元對脊髓呼氣肌運(yùn)動神經(jīng)元起抑制作用，同樣，延髓的呼氣神經(jīng)元下行沖動除引起脊髓呼氣肌運(yùn)動神經(jīng)元興奮外，還抑制吸氣肌運(yùn)動神經(jīng)元活動。
延髓呼吸中樞具有內(nèi)在節(jié)律活動，在整體內(nèi)，吸氣神經(jīng)元能發(fā)放陣發(fā)性的成簇電位，每分鐘12～15次，與呼吸頻率相似，而呼氣神經(jīng)元無自發(fā)性放電。
腦橋呼吸調(diào)整中樞，當(dāng)腦橋上1/3被橫切后，再將兩側(cè)迷走神經(jīng)切斷，動物表現(xiàn)持久吸氣，對延髓吸氣中樞有加強(qiáng)作用。腦橋上方內(nèi)側(cè)臂旁核為呼吸調(diào)整中樞。其作用主要是抑制長吸中樞活動，使呼吸運(yùn)動節(jié)律正�；�
下丘腦、大腦對呼吸有調(diào)節(jié)作用。如在高熱時呼吸頻率加快，乃由于下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞通過腦干各級呼吸中樞而實現(xiàn)的。而人可以在一定限度內(nèi)有意地控制呼吸深度和頻率。