La tosse, come lo starnuto, è un fenomeno riflesso. Il riflesso è avviato da irritazione meccanica o chimica di faringe, laringe o albero tracheo-bronchiale. La branca afferente dell'arco riflesso è costituita dal nervo glossofaringeo e/o dal nervo vago, le cui fibre portano informazioni al centro respiratorio del bulbo e al nucleo ambiguo del nervo vago. Il centro respiratorio del bulbo induce respirazione forzata proiettando al centro frenico del midollo spinale (tramite i fasci reticolo-spinali) e ai nervi che innervano i muscoli espiratori accessori; il nucleo ambiguo porta fibre motrici somatiche alla muscolatura volontaria di laringe e trachea, espletando il riflesso della tosse.