牙齒發生變色的位置，大致可分成牙齒表面及牙齒深層兩部位。
在牙齒表面，也就是牙釉質及露出的牙本質表面，常因外在染色而發生變色。例如食用含高色素的食物或飲料，如茶、咖啡、酒類，特別是紅酒類，會造成褐色或黑色變色；吸煙或嚼食檳榔者常會造成齒頸部，尤其是舌側面的深褐色染色。牙齒因食物或飲料造成的外在染色，牙科醫師可以利用潔牙器械把這類染色清除乾淨。
至於牙齒深層，則牽涉到齒質本身色調的改變，其成因又可分為以下幾種：
氟化物侵蝕：1916 年，學者首先發表臨床氟中毒現象。從胎兒期（懷孕3個月）到 8 歲期間，若過度暴露在含氟環境中，例如食物中飲用水含氟量大於 1 ~ 2 ppm 時，長期飲用會使得牙釉質形成細胞代謝作用不正常，導致鈣化不全，產生牙釉質發育不良的現象，稱為斑釉質，因而造成牙齒中度到嚴重不等程度的染色。這一因素所造成的牙齒染色，依據外觀可分成以下四種：可疑變化，牙釉質上出現白斑或小污點；輕度變化，牙齒表面出現較大面積的白色晦暗區；中度變化，牙齒表面出現凹陷或褐色染色；嚴重變化，牙齒表面出現腐蝕外觀。
抗生素：1950 年代晚期，牙醫師首度發現抗生素—四環黴素會造成牙齒黃、褐或灰色的變色。染色的嚴重性及色澤變化的差異，主要取決於四環黴素的使用時間長短及使用時牙齒形成的階段。
孕婦或 2 歲前幼兒服用了四環黴素，會造成乳牙變黃或在牙齒表面呈現出顏色不均勻的色帶，如果是在 2 歲到 8 歲服用，則會造成恆牙永久性變色。依據染色的程度，可區分成四級：第一級是齒色輕微變黃或褐色，未成帶狀分布；第二級的顏色則較深，也尚未成帶狀分布；第三級與第四級除顏色較一、二級加深外，牙齒表面會出現帶狀染色現象。
除此之外，四環黴素的半合成衍生物—美諾四環素會經由人體腸胃道吸收後與鐵離子形成無法溶解的複合體，也有機會對已形成的牙齒造成染色。
金屬離子沈積：若飲用水受到金屬離子污染，而這時牙胚又處於形成時期，日後牙齒就會呈現不自然的顏色。如果是銅離子較多，齒色就會偏綠，如果是汞、鉛、鐵離子較多，齒色則偏黑褐色。
系統性疾病：胎兒期出現嚴重黃疸現象的幼兒，由於血液中過多紅血球受到破壞，血紅素代謝產物—膽紅素無法適時排出，因而造成乳牙牙本質上出現淺藍青或褐色的血鐵質沈積。
局部因素造成：齲齒會因食物染色造成色素沈積。牙科填補材料，如複合樹脂或銀粉等，也會因填補後使用時間長久、填補窩洞周圍牙釉質過薄或二度蛀牙等因素造成變色現象。其他可能造成變色的因素，尚有碘酒、硝酸鹽、根管糊劑及固持釘等材料穿通過牙本質小管所造成。
牙齒本身生理因素：由於長期特定飲食習慣造成牙齒表面色素沈積，若加上年齡增長，牙齒表面的微小裂隙相對增加，使色素滲入更深層的牙本質結構，造成深度變色。也可能由於年長者的牙釉質因磨損變薄而使得牙釉質透明層減少，以致顏色較深具保護作用的修復性牙本質顏色透出，而使牙齒顏色看起來較深。
以上這些牙齒深層的變色，很多都是先天性或病理性變色，色素沈積不僅深且不易處理。
牙髓病變引起的變色：牙齒受過創傷造成牙髓壞死或接受過根管治療後，有可能造成淺灰至深褐的變色。前者是因牙齒受傷後，壞死紅血球釋出鐵與硫化物形成硫化鐵，或其蛋白質變性產物造成牙齒變色。後者則因殘餘牙髓組織未移除乾淨、根管內特殊藥物及充填材料等因素造成變色。
參考【科學發展】2005年10月，394期，18~23頁