Un quimiorreceptor^[1]​ es un receptor celular adaptado para captar estímulos químicos del espacio extracelular. Es un receptor sensorial capaz de responder y traducir la señal química en una señal eléctrica y hacerla llegar al sistema nervioso. Los estímulos que captan los QR pueden ser tanto externos (como el gusto y el olfato), o internos (presión parcial del oxígeno, o dióxido de carbono, pH o concentración de una molécula (hormona, glucosa).
Los QR confluyen para lograr la quimiorrecepción, que es uno de los sentidos más antiguos en la filogenia.^[2]​

Los organismos responden a una gran variedad de moléculas señalizadoras del ambiente celular.
En los animales pluricelulares, las células quimiorreceptoras están especializadas en la adquisición de información sobre el ambiente químico que las rodea y en su transmisión a las neuronas.
Los quimiorreceptores son neuronas especializadas, capaces de detectar las substancias químicas, de responder y de transmitir la información hacia el sistema nervioso central.
Estas neuronas sensoriales detectan moléculas del medio, y transducen esa señal química en una señal eléctrica: el potencial de acción.^[3]​

Los órganos quimiorreceptores están formados al menos por dos tipos de células: las células quimiorreceptoras propiamente dichas y las células sustentaculares (o de sostén).^[4]​^[5]​

Estos receptores juegan un papel clave en la regulación de la respiración. Según su ubicación, se pueden clasificar en centrales y periféricos.

Se sitúan a nivel del bulbo raquídeo, en el sistema nervioso central, cerca de la salida de los nervios craneales noveno y décimo, y miden el pH del líquido cefalorraquídeo (LCR).

El CO₂ de la sangre puede encontrarse tanto en forma disuelta como en forma de ácido, según la reacción: ${\displaystyle H_{2}O+CO_{2}\rightleftharpoons H_{2}CO_{3}\rightleftharpoons H^{+}+HCO_{3}^{-}}$. Las moléculas de H⁺ y HCO₃^- no pueden pasar por la barrera hematoencefálica, pero sí lo hace el CO₂. Por lo tanto, a mayor contenido de CO₂ en la sangre, igualmente aumentará el contenido de H⁺ en el LCR (por lo tanto, disminuyendo el pH).

Los H⁺ estimulan los quimiorreceptores, provocando como respuesta una hiperventilación.^[6]​^[7]​

Corresponde al glomus carotídeo (que lleva su información por el nervio glosofaríngeo) y a los cuerpos aórticos ubicados en el cayado aórtico (que llevan la información por el nervio vago).^{[cita requerida]}

Estos receptores van a responder tanto por una disminución del O₂ como por un aumento del CO₂. La respuesta es la misma: hiperventilación.^[6]​^[8]​