引发咳嗽的感觉神经末梢多分布于咽部和第二级支气管之间的气管和支气管黏膜。其他部位如咽部、喉部、肺组织、胸膜都有咳嗽感受器的分布。因此，咳嗽几乎见于各种呼吸系统疾病。分布于上呼吸道的神经末梢对异物敏感，属于机械感受器，而分布在较小气道内的神经末梢对化学物质，尤其是有毒的化学物质敏感，属于化学感受器。引起咳嗽的刺激通过迷走神经、舌咽神经以及三叉神经等传人到延髓的咳嗽中枢，然后激动再通过舌下神经、膈神经和脊神经下传，其中喉返神经引起声门闭合，膈神经和脊神经引起膈肌和其他呼吸肌的收缩，产生肺内高压，相互配合引起咳嗽的动作。咳嗽的具体动作过程依次为吸气、声门紧闭、呼气肌快速收缩（腹部和胸部）在肺内产生高压、然后声门突然开放、气体快速从气道中暴发性呼出医学教育`网整理，通过这种方法带出气道中的物质。

引起咳嗽的三种常见刺激类型包括：物理性、炎症性和心因性。其中物理性刺激有吸入烟雾或颗粒、气道内的新生物或气管支气管外的压迫等，以干咳为主要表现。炎症性刺激包括呼吸道黏膜的炎症、呼吸道和肺实质的渗出物等，常常伴有咳痰。心因性刺激可以引起咳嗽，这时患者并未接受到外周感受器传人的具体刺激，咳嗽的发生是由于中枢神经系统兴奋咳嗽中枢后发放冲动形成的。参与咳嗽过程的均为随意肌，因此人们可以自主地咳嗽或抑制咳嗽。