呼吸机的基木结构主要由电子控制和气路2大部分组成。气路部分主要是一个气体传送系统，包括气体供应（气体储存、压力支持）、气体传输、压力流量监测和校正。压缩空气、氧气按设置所需的比例混合后，通过管道及相关伺服阀门以设置的气压、流速送到病人端。流量传感器将测量到的实际值馈送到电子控制部分与面板设置值比较，利用两者间的误差通过控制伺服阀门来调节吸入和呼出气体。电子控制部分的主要功能是控制呼吸机以一定的频率、潮气量进行通气，同时监测相应传感器的反馈数据超过限定范围时报警提示。

呼吸机控制理论源于自动控制科学，自动控制理论自创立以来经过了3代的发展：第1代为20世纪初开始形成并与50年代趋于成熟的经典反馈控制理论；第2代为20世纪50，60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论；第3代为20世纪60年代中期即已萌芽，在发展中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成智能控制理论。经典控制理论本质上是频域方法）和现代控制理论本质上是时域方法）都是建立在控制对象精确模型上的控制理论，而实际上的呼吸机系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不稳定性、多层次、多因素等特点，难以建立精确的数学模型。因此，医学工程专家和学者希望能从要解决问题领域的知识出发，利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力，来实现对医疗设备复杂系统的控制，这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。

呼吸机控制的发展经历了由开环到闭环，由单变量控制、单变量反馈到多变量控制、多变量反馈的演化。现在的呼吸机多为闭环多变量控制、多变量反馈型。检测反馈参数主要有吸入O2值、平均呼出CO2值、潮气末CO2值、动脉CO2值、动脉O2值及动脉pH值等。控制量多为吸入压力、潮气量、呼吸频率、吸呼比（I：E）、流速及空氧混合比等。对检测参数的测量有侵入式（如对动脉CO2值、O2值、pH值的测量）和非侵入式（如对平均呼出CO2值、潮气末CO2值、压力、流量等的测量）之分。