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呼吸機的基木結構主要由電子控制和氣路2大部分組成。氣路部分主要是一個氣體傳送系統(tǒng)，包括氣體供應（氣體儲存、壓力支持）、氣體傳輸、壓力流量監(jiān)測和校正。壓縮空氣、氧氣按設置所需的比例混合后，通過管道及相關伺服閥門以設置的氣壓、流速送到病人端。流量傳感器將測量到的實際值饋送到電子控制部分與面板設置值比較，利用兩者間的誤差通過控制伺服閥門來調(diào)節(jié)吸入和呼出氣體。電子控制部分的主要功能是控制呼吸機以一定的頻率、潮氣量進行通氣，同時監(jiān)測相應傳感器的反饋數(shù)據(jù)超過限定范圍時報警提示。

呼吸機控制理論源于自動控制科學，自動控制理論自創(chuàng)立以來經(jīng)過了3代的發(fā)展：第1代為20世紀初開始形成并與50年代趨于成熟的經(jīng)典反饋控制理論；第2代為20世紀50，60年代在線性代數(shù)的數(shù)學基礎上發(fā)展起來的現(xiàn)代控制理論；第3代為20世紀60年代中期即已萌芽，在發(fā)展中綜合了人工智能、自動控制、運籌學、信息論等多學科的最新成果并在此基礎上形成智能控制理論。經(jīng)典控制理論本質(zhì)上是頻域方法）和現(xiàn)代控制理論本質(zhì)上是時域方法）都是建立在控制對象精確模型上的控制理論，而實際上的呼吸機系統(tǒng)中的控制對象和過程大多具有非線性、時變性、變結構、不穩(wěn)定性、多層次、多因素等特點，難以建立精確的數(shù)學模型。因此，醫(yī)學工程專家和學者希望能從要解決問題領域的知識出發(fā)，利用熟練操作者的豐富經(jīng)驗、思維和判斷能力，來實現(xiàn)對醫(yī)療設備復雜系統(tǒng)的控制，這就是基于知識的不依賴于精確的數(shù)學模型的智能控制。

呼吸機控制的發(fā)展經(jīng)歷了由開環(huán)到閉環(huán)，由單變量控制、單變量反饋到多變量控制、多變量反饋的演化?，F(xiàn)在的呼吸機多為閉環(huán)多變量控制、多變量反饋型。檢測反饋參數(shù)主要有吸入O2值、平均呼出CO2值、潮氣末CO2值、動脈CO2值、動脈O2值及動脈pH值等。控制量多為吸入壓力、潮氣量、呼吸頻率、吸呼比（I：E）、流速及空氧混合比等。對檢測參數(shù)的測量有侵入式（如對動脈CO2值、O2值、pH值的測量）和非侵入式（如對平均呼出CO2值、潮氣末CO2值、壓力、流量等的測量）之分。