严重的龋齿是由于早期的牙齿脱矿，无机物分解和有机物破坏所导致。
其主要的病因就是附着于牙齿表面的菌斑和牙石。菌斑在刷牙漱口以后，由口腔内的唾液膜首先附着在牙齿表面，然后口腔内的致龋菌附着于唾液蛋白膜，表面就形成了菌斑。菌斑中含有细菌，细菌发酵，进食的碳水化合物会产生酸，酸沉积于牙齿表面，就会导致牙齿表面的脱矿。
另外，局部的酶类也可以导致牙齿中的有机物产生分解。当牙齿中的无机物发生破坏和有机物发生分解以后，就逐渐形成了牙齿的脱矿，牙齿软化，最后龋洞形成。
龋齿一旦发生以后是不会自行愈合和好转，只会越来越大，所以由小的龋洞逐渐变大，最后形成一个大的虫牙。