呼吸中枢はPaCO2やPaO2の変化に応じて換気量を調節する。心拍出量低下や中枢神経障害で血液ガス変化が肺から化学受容器へ伝わるまでの時間が遅れ、換気応答が過大になると、PaCO2が無呼吸閾値を下回って中枢性無呼吸が起こる。無呼吸中にPaCO2が上昇し、閾値を超えると換気が再開するが、過剰換気によって再びPaCO2が低下する。このフィードバックの振動により、crescendo-decrescendo型の換気と無呼吸が周期的に反復する。心不全では循環時間延長、肺うっ血による過換気傾向も関与する。

少なくとも数分間、呼吸数だけでなく一回換気量の増減と無呼吸の周期を観察する。胸腹部努力と気流を確認し、閉塞性無呼吸との区別を行う。意識状態、心不全症状、脳卒中歴、高地滞在、睡眠中のいびき・覚醒を確認する。SpO2、心拍の周期変動を記録し、必要に応じて睡眠ポリグラフ、血液ガス、心エコー、脳画像を行う。終末期患者では治療目標と苦痛の有無を考慮する。

Biot呼吸は深さ・間隔が不規則で、crescendo-decrescendoの規則的変化を欠く。閉塞性睡眠時無呼吸では無呼吸中も胸腹部の呼吸努力が持続するが、Cheyne–Stokes呼吸の中枢性無呼吸では努力自体が消失する。Kussmaul呼吸は深く規則的で無呼吸を挟まない。死戦期呼吸は不規則な喘ぎで周期性が乏しく、心停止として扱う。