Um mecanismo usado pelo corpo para controlar o pH sanguíneo envolve a liberação do dióxido de carbono dos pulmões. O dióxido de carbono, que é ligeiramente ácido, é o produto residual do metabolismo do oxigênio e nutrientes e, como tal, é constantemente produzido pelas células. Depois disso, ele passa das células para o sangue. O sangue transporta o dióxido de carbono para os pulmões, onde é exalado. Quando o dióxido de carbono se acumula no sangue, o pH sanguíneo diminui, diminuindo a acidez.

O cérebro regula o volume de dióxido de carbono que é exalado através do controle da velocidade e da profundidade da ventilação. O volume de dióxido de carbono exalado e, consequentemente, o pH sanguíneo, aumentam quando a respiração se torna mais rápida e mais profunda. Por meio do ajuste da velocidade e da profundidade da respiração, o cérebro e os pulmões são capazes de regular o pH sanguíneo minuto a minuto.

Os rins são capazes de afetar o pH sanguíneo pela excreção de excesso de ácidos ou de bases. Os rins apresentam certa capacidade para alterar a quantidade de ácido ou base que é excretada, mas como os rins fazem estes ajustes de forma mais lenta do que os pulmões, esta compensação costuma levar vários dias.

Os sistemas de tampão de pH são combinações do próprio corpo que ocorrem naturalmente quando há ácidos fracos e bases fracas. Estes ácidos e bases fracas existem em pares que estão em equilíbrio sob condições de pH normal. Os sistemas de tampão de pH funcionam quimicamente para minimizar as alterações do pH da solução pelo ajuste da proporção de ácido e base.

O sistema de tamponamento de pH mais importante no sangue envolve o ácido carbônico, um ácido fraco formado a partir do dióxido de carbono dissolvido no sangue e os íons de bicarbonato.