齲病是牙體硬組織脫礦與再礦化動態平衡被打破的結果。脫礦，就是牙齒中的礦物質溶解、流失;而再礦化，就是溶解的礦物鹽重新在牙齒上沉積。氟化物可使再礦化作用大於脫礦作用，阻止齲病的發展。
刷牙時，含氟牙膏中的氟釋放出來，與膏體中的鈣磷等礦物鹽形成含氟礦化系統，一方面氟離子可以替換牙齒組織礦物鹽中的羥基，形成含氟礦物鹽，增強牙齒抗齲能力；一方面氟化物可以促進牙齒表面礦物質的沉積，使早期齲齒再礦化，修復牙釉質。由於牙齒在整個齲壞過程中都會發生脫礦，因此推薦多次、區域性使用氟化物。而在牙膏中新增氟化物，可以很好的滿足區域性、多次使用的條件，是有效維持口腔內適宜氟濃度的首選。
含氟牙膏防齲齒每次擠多少合適？
一個60千克體重的成人，建議每日氟攝入量應低於4.2毫克。成人牙膏的氟濃度一般為1000~1500mg/kg，如果使用1克的含氟牙膏（約1釐米長的膏體），每天刷牙2次，氟總量只為2~3毫克。刷牙後吐掉牙膏漿，已經吐掉了大部分的氟，剩下吞嚥到體內的氟只是很少的一部分，不會對人體產生傷害。
對於兒童，特別是6歲以下的兒童，由於吞嚥反射比較差，容易在刷牙時吞入牙膏，要注意防止氟攝入過量。一方面，兒童應該使用含氟量更少的兒童牙膏（含氟濃度一般為250~500mg/kg），並且不要超過每天2次，每次的用量也不要超過一顆豌豆的大小。另一方面，家長要監督孩子刷牙，鼓勵他們吐出牙膏，不要吞嚥。偶爾發生的吞入不用過於擔心，因為即使是使用含氟1500mg/kg的牙膏，1歲兒童也要一次服下33克才會達到可能中毒量。美國疾病控制與預防中心也建議，在幼兒滿2歲後，才開始使用含氟牙膏。
含氟牙膏並非人人適用？
《中國居民口腔健康指南》提出，氟化物的推廣應用適合於在低氟地區、適氟地區以及在齲病高發地區的高危人群中進行。但高氟地區人群是不適合使用含氟牙膏的。
長期過量攝入氟，造成慢性中毒。輕度中毒會引起氟斑牙，極少數重度中毒的會導致氟骨症。氟斑牙患者的牙面會出現白堊色斑點，甚至點狀凹坑，由於牙本質暴露和著色而變成黃褐色。
氟會帶來什麼疾病？
氟斑牙只是氟化物對人們的一次警告，更可怕的是，長期攝入高劑量的氟化物，可能導致癌症、神經疾病以及內分泌系統功能失常！
由於氟化物主要存在於骨骼中，因此骨骼是科學家尋找氟化物印記的最佳組織。很多以骨質疏鬆症患者為物件的研究顯示，高劑量氟化物能刺激造骨細胞增殖，對於老年患者同樣如此。其中的確切機制還不明晰，不過科學家推測，氟化物能通過提高酪氨酸磷酸化蛋白質(參與了向造骨細胞傳遞生化訊號的過程)的濃度，從而產生上述效應。雖然氟化物可能增加骨容量，骨強度卻明顯降低了。
流行病學研究與動物試驗顯示，長期攝入高劑量氟化物會讓人們更易骨折，尤其是老年人和糖尿病患者。對於“氟化物危險論”，科學界尚存爭議。即便如此，NRC專家組的12名成員中，有9人都認為，如果人們一生都在飲用氟含量超過4毫克/升的水，發生骨折的機率肯定高於健康人群。他們還指出，低濃度的氟化物也可能增加骨折機率，只是目前沒有足夠的證據可以證明這一點。
當參與試驗的兒童進入青春期後，利維希望通過分析他們的脊柱、髖部及全身骨骼強度，揭示氟化物攝入量和骨骼健康之間的聯絡。2007年，他收集到一些初始資料，然而根據受試者在幼兒期攝入的氟化物量，利維並未發現在這些11歲兒童的骨骼中，礦物含量有什麼差別。不過他堅持認為，礦物含量的差別可能會隨著年齡增大逐漸顯現。
關於氟化物的更大爭議是，發生在骨骼和牙齒上的生化反應，是否意味著氟化物還會影響其他器官的功能，引發更多疾病。目前，爭論的焦點是骨肉瘤——骨骼腫瘤中最常見的型別，在兒童的發病率中居所有兒童腫瘤的第6位。由於氟化物會促進造骨細胞的增殖，一些科學家因此認為，正是造骨細胞的大肆增殖才導致了惡性腫瘤。
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