Η περιοδική αναπνοή αναφέρεται σε ανώμαλο αναπνευστικό ρυθμό και εμφανίζεται σε περιπτώσεις συνδρόμου κεντρικής άπνοιας ύπνου και αναπνοής Cheyne-Stokes. Ένα παράδειγμα περιοδικής αναπνοής είναι η ξαφνική εμπειρία άπνοιας, ή αδυναμίας αναπνοής. Δύσπνοια μπορεί επίσης να εμφανιστεί μετά από μια ομάδα φυσιολογικών αναπνοών. Αυτή η κατάσταση επηρεάζει άτομα όλων των ηλικιών.
Το αναπνευστικό σύστημα φέρνει οξυγόνο στους πνεύμονες και απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα. Μόλις συμβεί η εισπνοή, φρέσκο οξυγόνο ρέει απευθείας σε εκατομμύρια αερόσακους στους πνεύμονες που ονομάζονται κυψελίδες. Τα τριχοειδή καλύπτουν κάθε κυψελίδα και λειτουργούν ως πύλες εισόδου οξυγόνου στην κυκλοφορία του αίματος. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια περνούν μέσα από τα τριχοειδή αγγεία για να πάρουν οξυγόνο και να το μεταφέρουν σε κάθε κύτταρο του σώματος. Μετά την κυκλοφορία, τα ερυθρά αιμοσφαίρια ρίχνουν απόβλητα διοξειδίου του άνθρακα στους πνεύμονες, τα οποία στη συνέχεια απελευθερώνονται κατά την εκπνοή.
Ένας μηχανισμός μέσα σε ένα τμήμα του εγκεφάλου γνωστός ως προμήκης μυελός ελέγχει τον ρυθμό εισπνοής και εκπνοής. Όταν ένα άτομο παίρνει υπερβολικό αριθμό βαθιών αναπνοών με γρήγορο ρυθμό, εμφανίζει υπέρπνοια. Η αργή πρόσληψη αέρα και η δύσπνοια κατά τη διάρκεια του ύπνου είναι γνωστή ως υπόπνοια. Η υπέρπνοια εμφανίζεται συνήθως όταν ένα άτομο δεν διαθέτει επαρκή παροχή οξυγόνου, όπως κατά τη διάρκεια σωματικής άσκησης. Στην υπόπνοια, μόνο μια μικρή ποσότητα αέρα μπορεί να περάσει από το στόμα και τις ρινικές οδούς.
Το σύνδρομο κεντρικής άπνοιας ύπνου είναι επικίνδυνο γιατί προκαλεί στιγμιαία διακοπή της ροής του οξυγόνου. Τα άτομα με αυτή την πάθηση μπορούν να σταματήσουν να αναπνέουν πολλές φορές κατά τη διάρκεια μιας περιόδου ύπνου. Οι περισσότεροι παραπονιούνται για την αδυναμία να φτάσουν στον ύπνο REM και να ξυπνούν συχνά κατά τη διάρκεια της νύχτας. Η περιοδική αναπνοή που εμφανίζεται τη νύχτα μπορεί να προκληθεί από καρδιαγγειακή νόσο, αλλά υγιή άτομα μπορεί να εμφανίσουν σύνδρομο κεντρικής άπνοιας ύπνου ενώ κοιμούνται σε μεγάλα υψόμετρα.
Τα άτομα με σύνδρομο κεντρικής άπνοιας ύπνου επωφελούνται από την αναπνευστική θεραπεία. Ένα μηχάνημα συνεχούς θετικής πίεσης αεραγωγών (CPAP) διοχετεύει συνεχώς οξυγόνο μέσω του αεραγωγού. Οι γιατροί προσαρμόζουν την πίεση της μηχανής οξυγόνου σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης ύπνου.
Η περιοδική αναπνοή που σταδιακά αυξάνεται και μειώνεται με περιστασιακή άπνοια αναφέρεται ως αναπνοή Cheyne-Stokes. Η συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια είναι η κύρια αιτία της αναπνοής Cheyne-Stokes. Οι γιατροί μπορούν να σταθεροποιήσουν όσους δεν έχουν καρδιακά ελαττώματα χορηγώντας διοξείδιο του άνθρακα. Ένας συνδυασμός συμφορητικής καρδιακής ανεπάρκειας και αναπνοής Cheyne-Stokes αυξάνει δραματικά τις πιθανότητες θανάτου του ασθενούς.