Il sistema nervoso non è in grado di innescare il battito cardiaco, ma riesce a modificare il ritmo e la potenza delle contrazioni del miocardio; esso, infatti, è in grado per esempio di accelerare l’attività del pacemaker mediante la regolazione del sistema nervoso autonomo (regolazione nervosa). Anche alcuni ormoni e ioni possono influenzare il battito cardiaco, in questo caso si fa riferimento a una regolazione chimica. La regolazione del battito cardiaco è molto importante; infatti, quando siamo a riposo o durante il sonno, il cuore ha una frequenza più bassa; invece, durante l’attività fisica il cuore accelera per far fronte alla maggiore quantità di ossigeno richiesta dai muscoli.

La pressione del sangue in uscita dal ventricolo sinistro viene registrata a livello dell’arco aortico e delle carotidi da particolari recettori (barocettori), mentre alcuni chemiocettori registrano le variazioni di H⁺, CO₂ e O₂. Queste informazioni vengono raccolte dal centro cardiovascolare, nel midollo allungato. A seconda delle informazioni raccolte, dal centro escono sia fibre nervose che provocano accelerazione del battito sia fibre che lo rallentano.

La regolazione chimica del cuore dipende da alcuni ormoni, i più importanti sono l’adrenalina e la noradrenalina rilasciati in caso di stress, paura o aumento dell’attività fisica. Entrambi questi ormoni aumentano sia la frequenza cardiaca sia la forza di contrazione del cuore. Anche gli ormoni tiroidei inducono un aumento della frequenza cardiaca. Infine, la concentrazione di alcuni ioni nel sangue influenza l’attività del cuore: K⁺ o Na⁺ in alte concentrazioni la deprimono, mentre un aumento di Ca²⁺ la intensifica.