氣孔運動的最終原因是保衛細胞的吸水膨脹或失水皺縮。對氣孔運動機理目前有三種學說：
l、淀粉—糖變化說 在光照的前提下，保衛細胞進行光合作用，CO2濃度降低，使之pH值增高至6.l～7.3，這時，淀粉磷酸化酶水解淀粉為葡萄糖，導致保衛細胞水勢下降，引起吸水膨脹和氣孔開放。在黑暗中，呼吸產生CO2，pH下降，葡萄糖+磷酸合成淀粉，水勢上升，細胞失水，氣孔關閉。
2、無機離子說 光下，光活化H+泵ATP酶分解ATP，在H+分泌到細胞壁外的同時，鉀離于進人保衛細胞，導致水勢下降，保衛細胞吸水膨脹，氣孔開放。
3、蘋果酸生成說 光下，CO2被消耗，pH上升，淀粉經糖酵解產生的磷酸烯醇式丙酮酸與HCO3-作用形成草酰乙酸，進一步還原為蘋果酸，細胞水勢下降，水分進人保衛細胞，細胞膨脹，氣孔開放。