牙齿能够成为我们身体中最坚硬的器官，多亏了一种称为羟基磷酸钙Ca10（PO4）6（OH）2的矿物质。它是构成牙齿牙釉质和牙本质的主要物质，尤其在最外层的牙釉质中含量最为丰富，因此牙釉质是牙齿中最坚硬的部分。但是，坚硬的牙齿有一个弱点：怕酸！当我们吃完食物以后，会有少量食物残渣附着在牙齿缝隙中，其中的碳水化合物在口腔中某些细菌的作用下会分解产生酸性物质，这些酸性物质可以溶解牙齿中的羟基磷酸钙。当口腔中的酸度达到一个临界值，即pH值低于5.5时，羟基磷酸钙的溶解就会造成牙釉质和牙本质被逐渐侵蚀，形成龋齿。
含氟牙膏中加入了一定量的含氟的离子型化合物，如氟化钠、氟化亚锡、单氟磷酸钠等。在我们刷牙的时候，牙膏与牙齿表面接触，含氟牙膏中的氟化物就会与牙釉质中的羟基磷酸钙作用，和其中的氢氧根负离子发生离子交换，形成耐酸的氟磷灰石Ca10（PO4）6F2，从而有效增强牙齿的耐酸蚀能力，起到防止龋齿的作用。
尽管氟元素是人体所需的一种微量元素，但每日的摄入量不宜过多，长期过量摄入氟对人体是有害的，会导致氟骨病或氟斑牙等慢性氟中毒。因此，在使用含氟牙膏刷牙时，牙膏用量不宜过多，刷完牙后应充分漱口，将口腔中残留的牙膏彻底清除干净，避免将牙膏和漱口水咽下。