A köhögési receptorok vagy gyorsan alkalmazkodó irritáló receptorok főként a légcső hátsó falán, a garatban és a légcső karinájánál, azon a ponton találhatók, ahol a légcső a főhörgőkbe ágazik. A receptorok kevésbé gyakoriak a disztális légutakban, és hiányoznak a légzőhörgőkön túl. Beinduláskor az impulzusok a belső gégeidegen, a felső gégeideg egy ágán, amely a nervus vagusból (CN X) ered, keresztül az agyvelőbe jutnak. Ez az afferens idegpálya. Ellentétben más, az önkéntelen cselekvésekért, például a nyelésért felelős területekkel, nincs olyan határozott terület, amelyet az agyban köhögési központként azonosítottak volna.
Ezután következik az efferens idegpálya, amelynek releváns jelei a vagus- és a felső gégeidegeken keresztül az agykéregből és a medullából a glottis, a külső bordaközi idegek, a rekeszizom és más fontos belégző és kilégző izmok felé továbbítódnak. A köhögés mechanizmusa a következő:
- A rekeszizom (amelyet a nervus phrenicus innervál) és a külső bordaközi izmok (amelyeket a szegmentális bordaközi idegek innerválnak) összehúzódnak, negatív nyomást létrehozva a tüdő körül.
- A nyomás kiegyenlítése érdekében levegő áramlik a tüdőbe.
- A glottisz bezáródik (a rekurrens gégeideg által innervált izmok) és a hangszalagok összehúzódnak, hogy lezárják a gégét.
- A hasizmok összehúzódnak, hogy hangsúlyozzák az ellazuló rekeszizom hatását; ezzel egyidejűleg a többi kilégzőizom is összehúzódik. Ezek a műveletek növelik a levegő nyomását a tüdőben.
- A hangszalagok elernyednek, és a glottisz kinyílik, több mint 100 km/h sebességgel engedve ki a levegőt.
- A hörgők és a légcső nem porcos részei összeesnek, hogy réseket képezzenek, amelyeken keresztül a levegő kipréselődik, ami kitisztítja a légúti nyálkahártyához tapadt irritáló anyagokat.
A vagus ideg fülét ellátó fülkagyló ágának stimulálása is kiválthat köhögést. Ezt a fül-köhögési reflexet Arnold-reflexként is ismerik. A légzőizmok gyengesége, a légcsőmetszés vagy a hangszalagok patológiája (beleértve a bénulást vagy az érzéstelenítést) megakadályozhatja a légutak hatékony tisztítását.