牙痛是有多種原因造成的， 牙髓病是疼痛的最常見原因， 還有一些其它非齲性疾病也可導致牙痛。
當齲齒（蛀牙）發展到一定的深度， 達到牙髓或接近牙髓時， 齲洞內的細菌就可以直接或通過牙本質的小管而進入到牙髓腔內， 引起牙髓病。 牙髓病引起的牙痛是極難忍受的， 在外界沒有刺激的情況下， 也可產生劇烈的自發性疼痛， 疼痛為間歇性。 多數患者在晚上睡眠時疼痛更重， 這是因為臥位比站立時頭處於更低的位置， 牙髓腔內更易充血， 從而使髓腔內的壓力升高而壓迫神經， 所以疼痛更重。
由於牙髓內神經末梢只有痛覺感受器而沒有定位感受器， 所以患者往往分辯不清哪個是病牙， 有時上牙痛卻感覺是下牙痛。 如果齲齒發展為牙髓病， 這時疼痛更加激烈， 呈跳痛， 熱刺激可以使其加重， 而冷的刺激可以緩解疼痛， 這種病人往往喜歡含一口冷水。 再發展到根尖炎時， 病人感覺牙長高了， 不敢用病牙咬東西。
牙周病可引起兩種不同性質的牙痛。 最常見的是咀嚼痛。 由於牙周組織的炎症， 牙周袋內化膿， 而使患者咬東西時非常疼痛。 另一種疼痛與齲齒引起的牙髓病相似。
老年人因為牙齒己經用了幾十年， 牙齒咬牙合面的磨耗和牙頸部的缺損都相當嚴重， 當牙牙合面的磨耗和頸部的缺損接近或達到牙髓時， 口內的細菌就可以進入牙組織而引起牙髓病、根尖炎， 甚至頜面軟體組織發炎腫脹， 從而引起疼痛。
