Os barorreceptores estão localizados na veia cava inferior e respondem à hipóxia (baixa PaO₂) enviando impulsos vasoconstritores.

Quando a pressão arterial aumenta, ocorre estiramento dos barorreceptores localizados nos seios carotídeos e arco aórtico, que transmitem impulsos via nervos glossofaríngeo e vago ao tronco encefálico, inibindo o centro vasomotor e estimulando o centro cardiorregulador (vagal), resultando em vasodilatação, bradicardia e redução da pressão.

Uma diminuição repentina da pressão arterial aumenta a frequência de impulsos dos barorreceptores em direção ao bulbo, causando ativação maciça e irreversível do sistema nervoso parassimpático.

Os barorreceptores arteriais atuam de forma isolada, não sofrendo nenhum tipo de regulação (ganho) por parte do sistema nervoso simpático eferente sob nenhuma circunstância.

A ativação dos barorreceptores causa imediatamente elevação do débito cardíaco pelo mecanismo de Starling, através do aumento exclusivo do volume diastólico final sem intermédio neural.