Le système nerveux autonome contrôle le système nerveux, normalement par l'apport constant du système nerveux parasympathique qui maintient le rythme cardiaque bas. Plus l'apport du système nerveux parasympathique est actif, plus le cœur est lent Beats. Le cœur a son propre stimulateur cardiaque que le système nerveux central ajuste.
Avec des niveaux d'activité normaux, le système nerveux parasympathique contrôle la fréquence cardiaque. Cependant, en période de stress ou d'activité élevée, le système nerveux sympathique affecte le stimulateur cardiaque naturel pour augmenter la fréquence cardiaque au-delà de la normale. Les nerfs qui effectuent cette tâche sont appelés nerfs accélérateurs. Le contrôle des nerfs sympathiques et parasympathiques allant au cœur se trouve dans la moelle du cerveau.
Le corps détermine la fréquence cardiaque en fonction de plusieurs facteurs. La chimie du sang a un effet puissant. Une diminution des niveaux d'oxygène entraîne une augmentation de la fréquence cardiaque, tout comme une augmentation des niveaux de dioxyde de carbone, d'ions hydrogène ou d'acide lactique. La fréquence cardiaque augmente également en réponse à des émotions fortes ou à l'anticipation d'un exercice via le système limbique. Une augmentation de la température corporelle peut également augmenter la fréquence cardiaque. Les niveaux d'hormones thyroïdiennes affectent la fréquence cardiaque générale, des niveaux plus élevés entraînant une augmentation de la fréquence.