Men denkt dat Breathwork het lichaam en de hersenen op verschillende manieren beïnvloedt, wat leidt tot veranderingen in de hersenchemie die een veranderde bewustzijnstoestand kunnen opwekken. Verschillende mechanismen kunnen hierbij een rol spelen, waaronder veranderingen in de zuurstof- en kooldioxideniveaus in het bloed, veranderingen in de neurotransmitterniveaus en veranderingen in de hersengolfactiviteit.

Een van de belangrijkste mechanismen bij Breathwork is de door hyperventilatie veroorzaakte respiratoire alkalose. Dit treedt op wanneer het snelle en diepe ademen leidt tot een daling van de kooldioxideniveaus in het bloed, wat op zijn beurt de pH-waarde van het bloed verhoogt. Deze verschuiving in de bloedchemie kan veranderingen in de hersenfunctie veroorzaken en een veranderde bewustzijnstoestand opwekken.

Een ander mechanisme dat betrokken is bij Breathwork is de activatie van het sympathische zenuwstelsel, wat kan leiden tot een verhoging van de hartslag, de bloeddruk en de afgifte van adrenaline en andere stresshormonen. Deze fysiologische veranderingen kunnen eveneens bijdragen aan de veranderde bewustzijnstoestand die tijdens de praktijk wordt ervaren.

Daarnaast wordt aangenomen dat Breathwork de neurotransmitterniveaus in de hersenen beïnvloedt, met name serotonine en dopamine. Deze neurotransmitters spelen een rol bij de regulatie van stemming en emoties, en veranderingen in hun niveaus kunnen bijdragen aan de diepe emotionele ervaringen die vaak tijdens holotropisch ademen worden gerapporteerd.

Ten slotte zou Breathwork ook leiden tot veranderingen in de hersenactiviteit, in het bijzonder een toename van alfa- en thetagolven, die geassocieerd worden met ontspanning, creativiteit en meditatie.

Over het algemeen zijn de exacte mechanismen waarmee Breathwork een veranderde bewustzijnstoestand opwekt nog niet volledig begrepen, en is er meer onderzoek nodig om de fysiologische en psychologische effecten van deze praktijk beter te begrijpen.