一般情況下，缺氧引起呼吸加深、加快的原因是機體的化學感受器受到刺激。
呼吸是機體與外界環境之間氣體交換的過程，能夠為體內補充氧氣，為機體的生命活動提供能量，還能維持機體的正常新陳代謝，并維持機體的酸堿平衡。
但在劇烈運動、空氣流通較差、肺氣腫、心力衰竭等因素的影響下，可能會出現缺氧的癥狀，導致呼吸加深、加快。因為在缺氧時，血氧分壓通常會降低，容易刺激頸動脈體和主動脈體的化學感受器，使其興奮性升高，并通過竇神經、迷走神經傳入延髓呼吸中樞，進而使呼吸中樞系統較為興奮，促使呼吸加深、加快，為機體補充更多的氧氣。
需要注意的是，如果呼吸過快、過深，可能使肺部通氣量過分增大，導致肺泡氣、血液、組織中排出過多二氧化碳，誘發過度通氣綜合征，使患者有呼吸費力、胸悶、胸痛、心悸等不適癥狀。此時，可以使用紙袋來遮掩口鼻，并在紙袋提供的局限空間內進行呼吸，以降低二氧化碳的排出量，并吸入含有二氧化碳的氣體，以調節機體狀態。