牙髓位于牙齒內部的牙髓腔中，被厚而高度礦化的牙本質所包圍，在牙本質的外層還有牙釉質覆蓋。牙髓組織通過一個或數個窄小的根尖孔與根尖周組織相通。牙髓中的血管、神經、淋巴管都是由尖周組織通過根尖孔進入牙髓腔。
一般情況下，外界刺激不易進入牙髓腔而引起牙髓病變。引起牙髓炎最主要的原因是細菌感染。口腔中的變形控球菌、乳酸桿菌和放線菌等是最重要的病原菌。當保護牙髓的牙體硬組織受到一定程度的破壞后，從牙體的這些薄弱點，上述細菌就可乘虛而入，產生多種酶及內毒素，破壞牙髓組織，致使牙髓組織出現炎癥甚至于壞死。
引起感染的幾個途徑是：
(1)深齲：是最常見的侵入途徑。
(2)牙外傷：是細菌最容易感染牙髓組織的途徑。
(3)楔狀缺損。
(4)牙的重度磨損。
(5)牙的畸形和隱裂。
(6)牙周病：牙周炎時，細菌通過牙根部的側技根管進入和感染牙髓又稱為牙髓的逆行性感染。
(7)其他因素：如齲齒治療過程中用的一些藥物或修復材料中的某些物質，有時會刺激牙髓，使牙髓發炎;過高的溫度刺激往往會引起牙髓的反應比如發生牙髓充血等;氣壓的急劇改變如高空飛行，常可發生牙痛;另外諸如衰老改變和一些系統性疾病也可影響牙髓組織的健康，出現牙髓炎。