氟牙症臨床表現的特點是在同一時期萌出的釉質上有白堊色到褐色的斑塊，嚴重者還併發有釉質的實質缺損。臨床上常按其輕、中、重度而分為白堊型（輕度）、著色型（中度）和缺損型（重度）三種類型。
1931年Churchill首先肯定水中氟含量過高是本症的病因。同年smith用氟化物作大鼠實驗，證明氟含量過高可產生此症。一般認為水中含氟量以1ppm（1mg/L）為宜，該濃度能有效防齲，又不致發生氟牙症。但個體因素及其它生活條件，對氟的感受性也有一定差異。飲用水是攝入氟的一個最大來源，水氟攝入是按：
人的年齡、氣候條件、以及飲食習慣而綜合決定的。水氟的最適濃度主要又取決於當地的年平均最高氣溫，美國為0.7～1.2ppm；廣州約為0.7ppm。我國地域遼闊，南北氣溫相差甚大，因此不能只有一個適宜濃度。故我國現行水質標準氟濃度為0.5～1ppm應是適宜的。
食物中氟化物的吸收，取決於食物中無機氟化物的溶解度，以及鈣的含量。如果加入鈣的化合物，則氟的吸收就顯著減少。動物實驗證實：充分的維生素A、D和適量的鈣、磷，可減輕氟對機體的損害。這說明含氟量過高，並不是造成氟牙症的唯一原因，因為水中含氟量稍高的地區，也不是人人皆罹患此症。
另外，能否發生氟牙症還取決於過多氟進入人體的進機。氟主要損害釉質發育期牙胚的造釉細胞，因此，過多的氟只有在牙齒髮育礦化期進入機體，才能發生氟牙症。若在6、7歲之前，長期居住在飲水中氟含量高的流行區，即使日後遷往他處，也不能避免以後萌出的恆牙受累；反之，如7歲後才遷入高氟區者，則不出現氟牙症。
鹼性磷酸酶可以水解多種磷酸脂，在骨、牙代謝中提供充分無機磷，作為骨鹽形成的原料。當氟濃度增高時，可抑制鹼性磷酸酶的活力，而造成釉質發育不良、礦化不全和骨質變脆等骨骼疾患。結果是柱間質礦化不良和釉柱的過度礦化。這種情況在表層的釉質更顯著；表層釉質含氟量是深層釉質的10倍左右。所以氟牙症表層釉質呈多孔性，易於吸附外來色素，如錳、鐵化合物而產生氟斑。重型氟牙症的微孔量可高達10％～25％，位於釉柱間，並沿橫紋分佈。如果這種多孔性所佔的體積大，釉質表面就會塌陷，形成窩狀釉質發育不全。
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