Đây là vấn đề phức tạp vì người ta không lý giải được tại sao men răng với thành phần chủ yếu là Hydroxy apatit, độ cứng ngang kim cương lại có thể bị phá hỏng thành hốc một cách dễ dàng trong môi trường miệng. Vi khuẩn không có khả năng xuyên qua men, thậm chí không có khả năng bám vào men răng vì men răng nhẵn bóng. Trong một thời gian dài khi Y học đã phát triển và thu được nhiều thành tựu trong nghiên cứu cơ chế bệnh sinh của nhiều bệnh, người ta vẫn chưa có lời giải thoả đáng về quá trình sinh bệnh sâu răng. Đã có hàng trăm thuyết giải thích bệnh sinh sâu răng điển hình như:
– Thuyết hoá học vi khuẩn của Miller (1884).
– Thuyết tiêu Protein của Gottlieb (1946).
– Thuyết tiêu Protein phức vòng càng (1956).
– Thuyết của Brown (1972).
Ba trong 4 thuyết nêu trên đều cho rằng sâu răng sảy ra trong môi trường axit (pH thấp) chỉ có thuyết tiêu Protein phức vòng càng cho rằng sâu răng xảy ra trong môi trường kiềm.
Quan niệm hiện đại bệnh sinh sâu răng cho rằng trạng thái men răng bình thường được xác định bởi sự cân bằng giữa quá trình mất khoáng và bù khoáng thường xuyên xảy ra. Nguy cơ sâu răng xảy ra khi có đủ đậm độ của con hydro tự do (H+) có khả năng gây nên sự mất khoáng mạnh ở mô răng. Khi đó xuất hiện các cặn bã của quá trình mất khoáng và hình thành những vết sâu răng – vết trắng (white spot lesion).
Từ vết trắng sẽ xuất hiện lỗ sâu răng, nếu quá trình mất khoáng mạnh tiếp diễn xuống dưới lớp bề mặt, làm tăng các khoảng trống giữa các trụ men của men răng. Ngược lại, vết trắng có thể mất hoàn toàn (hồi phục) nếu tạo điều kiện cho quá trình bù khoáng cho men răng mạnh hơn mất khoáng. Đậm độ của con H+ phụ thuộc vào pH tại chỗ hạ thấp, do kết quả của tác động đồng thời hàng loạt các yếu tố căn nguyên tại chỗ. Tuy nhiên quá trình huỷ khoáng còn phụ thuộc vào sức đề kháng của mô răng, mà sức đề kháng này liên quan đến mã di truyền hoặc yếu tố vi lượng là Fluor…