1931年Churchill首先肯定水中氟含量過高是本癥的病因。同年smith用氟化物作大鼠實驗，證明氟含量過高可產(chǎn)生此癥。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(fā)生氟牙癥。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：①人的年齡；②氣候條件；以及③飲食習慣而綜合決定的。水氟的最適濃度主要又取決于當?shù)氐哪昶骄罡邭鉁兀绹鵀?.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(xiàn)行水質(zhì)標準氟濃度為0.5～1ppm應(yīng)是適宜的。

　　食物中氟化物的吸收，取決于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，并不是造成氟牙癥的唯一原因，因為水中含氟量稍高的地區(qū)，也不是人人皆罹患此癥。

　　另外，能否發(fā)生氟牙癥還取決于過多氟進入人體的進機。氟主要損害釉質(zhì)發(fā)育期牙胚的造釉細胞，因此，過多的氟只有在牙齒發(fā)育礦化期進入機體，才能發(fā)生氟牙癥。若在6、7歲之前，長期居住在飲水中氟含量高的流行區(qū)，即使日后遷往他處，也不能避免以后萌出的恒牙受累；反之，如7歲后才遷入高氟區(qū)者，則不出現(xiàn)氟牙癥。

　　堿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，可抑制堿性磷酸酶的活力，而造成釉質(zhì)發(fā)育不良、礦化不全和骨質(zhì)變脆等骨骼疾患。結(jié)果是柱間質(zhì)礦化不良和釉柱的過度礦化。這種情況在表層的釉質(zhì)更顯著；表層釉質(zhì)含氟量是深層釉質(zhì)的10倍左右。所以氟牙癥表層釉質(zhì)呈多孔性，易于吸附外來色素，如錳、鐵化合物而產(chǎn)生氟斑。重型氟牙癥的微孔量可高達10%～25%，位于釉柱間，并沿橫紋分布。如果這種多孔性所占的體積大，釉質(zhì)表面就會塌陷，形成窩狀釉質(zhì)發(fā)育不全。