像自然呼吸那样，吸气时吸气肌收缩，胸腔负压增大，肺泡内压下降低于大气压水平，将体外环境中的气体吸入肺内；在呼气时则靠吸气时所贮存的势能释放，而将气体呼出，这种呼吸运动称为负压呼吸。与两栖类的负压式呼吸相对，是哺乳类动物的呼吸方式。

自本世纪30年代到60年代期间，体外负压呼吸机曾在临床上应用。其方法是将除头部以外的整个人体(或仅胸部)，密封于一顺应性小的硬质容器中。用电泵间歇抽气，使容器中产生负压，进而使胸腔负压增加以至肺泡压低于大气压，于是，气体吸入肺内。当初曾认为，此种通气方法，吸气时胸腔负压增大，与自然呼吸类似，有利于静脉回流，因而优于正压呼吸，但事实上由于整个身体(或大部分躯干部)处于负压环境中，末梢静脉扩张，血流重新分布，结果对血液循环的影响与正压呼吸并无多大差别。而且，体外负压呼吸还有某些缺点，例如这种通气方法不能保证有效的通气量，如果上气道有阻塞，则体外负压可促使肺不张、肺水肿等严重的合并症的发生。再加上这种装置本身笨重、护理困难等等，今日完全让位于正压呼吸机。但国外仍有人在致力胸胄式及带式体外通气器的改进。