Tijdens een periode van apneu neemt de partiële druk van kooldioxide in het bloed toe als gevolg van de voortdurende productie van kooldioxide door de stofwisseling van het lichaam, maar de afwezigheid van ventilatie om het uit de longen te verwijderen. Deze toename stimuleert het ademhalingscentrum, waardoor een gevoel van verlangen ontstaat om te ademen en uiteindelijk leidt tot het hervatten van de spontane ademhaling. Kooldioxide werkt in deze context als een krachtig ademhalingsstimulans en zorgt ervoor dat de ademhaling onmiddellijk wordt hervat na een periode van apneu, om de juiste gasuitwisseling te herstellen en ernstige ademhalings- en systemische gevolgen te voorkomen.