牙齿本身的组织结构包括牙釉质、牙本质和牙骨质3种钙化的硬组织和一种软组织——牙髓。牙齿又可分为暴露在口腔内的牙冠和埋在牙槽骨内的牙根两部分，牙冠和牙根交界处称牙颈部。
牙釉质为覆盖于牙冠表面的一层半透明的钙化组织，呈乳白色。釉质在前牙切缘处厚度约2mm，在后牙牙尖处厚约2.5mm。釉质的成分96%为磷酸钙、碳酸钙等无机物，有机物仅为4%，是人体最硬的组织，由于其硬度高，故对咀嚼的磨损有较大的抵抗力。但是，在釉质的（牙合）面存在着许多凹窝和裂沟，口小底大，可达釉质深部，易积存细菌和食物碎屑，是龋病（俗称虫牙）的好发部位。发生在釉质的龋病，早期均无任何症状，仅可见釉质颜色改变或破坏。破坏后的牙釉质无修复能力。
牙本质构成牙齿的主体，冠面被牙釉质覆盖，根面为牙骨质覆盖，内层为髓腔。牙本质呈淡黄色，所含无机物占牙本质重量的70%，有机物和水占30%。牙本质的组织学结构主要是由造牙本质细胞突起、牙本质小管以及细胞间质所组成。当龋坏或外伤磨损累及牙本质后，可出现受冷、热、酸、甜等刺激引起的疾病症状。牙本质是具有修复功能的组织，在生理情况下可有继发性牙本质发生，当牙本质因磨损、酸蚀、龋病暴露后，牙本质细胞受到刺激，可有修复性牙本质形成。
牙骨质覆盖于牙根表面，在牙颈部较薄，在磨牙及根分叉处较厚，可分为无细胞牙骨质和细胞性牙骨质两部分。牙骨质中无机物占45%～50%，胶原和黏多糖占50%～55%，其硬度不高，与骨相似。当牙颈暴露时，容易受到机械损伤，造成磨损，引起牙质过敏，也是楔状缺损发生的原因之一。牙骨质有一定修复能力。
牙髓是位于髓腔内的疏松结缔组织，周围被钙化的牙本质所包围。牙髓内含有丰富的血管、淋巴和神经末梢，这些均通过根尖孔与根尖部的牙周组织相连。由于其富有神经末梢，故对刺激极为敏感。当龋坏或外伤波及牙髓时，可引起自发性疼痛。而当牙髓有炎性渗出较多时，由于髓腔四周的硬质壁无处引流，神经末梢受压，则能引起剧烈自发性疼痛。如牙髓坏死，疼痛则缓解。牙髓的感染可引起根尖周围组织发炎，而当牙周病累及牙根尖或牙根副根管口时也可逆行引起牙髓炎。