人体在呼吸过程中，吸入氧气，排出二氧化碳。但过度的深呼吸会使血液中的二氧化碳大量排出，此时机体即会做出自我调节，使血管口径缩小。这样，就会引起循环阻力增加，从而导致血压大幅增高。
研究发现，强烈的深呼吸可使血管狭窄50％～66％，使大脑、心脏、肾脏等重要脏器的血流量减少75％～80％。因此，虽然深呼吸增加了氧气的摄入，血液含氧量也明显增加，但组织器官的供氧量却显著减少。组织缺氧刺激中枢神经，进一步使呼吸加深加快，形成恶性循环。大脑缺氧引起头晕、眼花，反应能力下降；肾血流量减少影响排泄功能，使得代谢产物淤积，危害健康；心肌缺血、缺氧容易导致冠心病患者的心绞痛发作，特别是有心绞痛病史的冠心病患者，若强烈地深呼吸2～5分钟，常会诱发剧烈的心绞痛发作，甚至发生心肌梗死。对这种诱因的心绞痛，往往药物治疗无效，必须调整呼吸频率和深度，逐步过渡到正常呼吸，才能奏效。
因此，已发生动脉硬化，尤其是高血压、心血管和脑血管疾病的患者，不宜进行深呼吸锻炼，以免诱发心脑血管意外。