L'exercice entraîne une contraction plus rapide des cellules musculaires et nécessite plus d'oxygène pour décomposer le glucose en énergie. L'Association of the British Pharmaceutical Industry, ou ABPI, déclare que pour obtenir de l'oxygène, la fréquence et le volume respiratoires augmentent rapidement, ce qui contribue également à éliminer le dioxyde de carbone produit.
Si la respiration aérobie ne fournit pas suffisamment d'oxygène pour l'énergie, l'ABPI explique que les muscles démarrent le processus de respiration anaérobie. Au lieu de produire du dioxyde de carbone, la respiration anaérobie produit de l'acide lactique. Pour décomposer l'acide lactique en dioxyde de carbone et en eau, le corps a besoin de plus d'oxygène, ce qui fait que le rythme respiratoire reste élevé même après l'arrêt de l'exercice.
L'exercice continu ralentit le rythme respiratoire au repos, selon l'ABPI. Au fur et à mesure que le corps devient plus en forme, les poumons deviennent plus gros, plus efficaces et augmentent l'apport sanguin, ce qui accélère les temps de récupération. Certains athlètes choisissent de faire de l'exercice à des altitudes plus élevées qui ont un effet similaire sur la fréquence respiratoire, dans l'espoir d'obtenir un avantage lorsqu'ils concourent au niveau de la mer.
La fréquence respiratoire est contrôlée automatiquement par des systèmes volontaires et involontaires, selon l'Université du Nouveau-Mexique. Le centre respiratoire mesure l'équilibre du dioxyde de carbone et de l'oxygène dans le sang, et un excès de dioxyde de carbone crée un signal pour augmenter le rythme respiratoire. Cependant, les chanteurs, les musiciens et les athlètes font tous preuve d'un contrôle volontaire de leur respiration pendant de courtes périodes.