高通气综合征的发病机制研究近来有很大进展，呼吸中枢调节异常在高通气综合征发病过程中的作用越来越受到重视。

呼吸的主要功能之一是维持血浆二氧化碳分压(paco2)在一狭窄而稳定的生理范围内。这一功能是通过以下几个过程完成的：肺泡内气体的节律性更新，通过肺泡膜与血液的气体交换，气体在血液中的运输，与组织的气体交换。呼吸又是由脑干的呼吸中枢来调节的，脑干呼吸中枢的活动一方面通过化学感受器受到代谢变化的负反馈调节，另一方面又受到脑干以上高位神经结构(大脑皮层、下丘脑)的影响。在日常生活中，代谢和高位神经结构的影响协调一致，使机体适应内外环境的变化，保持血浆二氧化碳分压在恒定的生理范围内。例如，在讲话、唱歌、思维、运动过程中，代谢控制与高位神经结构的影响互相配合，避免通气过度或通气不足。