氟化物防龋的原理为氟与牙齿表面物质发生作用，在牙釉质表层形成氟磷灰石，其稳定性和硬度都较好，从而增强牙齿的抗龋能力。
早在20世纪初，国外学者在探索氟牙症病因而进行流行病学调查时，发现氟牙症患者龋齿较少见，随后有学者对氟牙症、龋齿发生情况和饮水氟浓度之间的关系进行了深入的流行病学调查，发现饮水氟浓度为1mg/L时，龋齿的发生率大约为低氟地区的一半。经过40年的努力，该研究从揭露一种牙病（氟斑牙）的病因到发现另一种牙病的预防，获得了世界卫生组织和许多国家口腔界、卫生界权威机构的认可和推荐。目前，全世界普遍使用氟化物防龋。氟的应用已成为防龋综合措施的基石。
目前，用氟化物防龋的方法较多，但总的来说可分为两大类：一是氟化物防龋的全身应用；另一类是氟化物防龋的局部应用。
（1）氟化物防龋的全身应用指的是通过口服氟化物，使氟进入全身从而达到防龋的目的。其方式较多，例如在饮水中加氟、牛奶中加氟、食盐氟化等，这些方法适用于低氟区。但氟的浓度需专人负责实施调控，其浓度不得超过1/100万（即1mg/L）。其中，自来水加氟是一种有效、安全、经济和可行的防龋措施。它成本低、效果好，而且很安全，不致癌、不致畸、不致冠心病，同时也不助衰老等。为此，世界卫生组织于1958年批准自来水加氟，随后在几次世界性的大会上进行了推荐。
此外，还可口服氟片防龋。该方法适用于未能实施其他全身性方法防龋的低氟区。口服氟片的剂量要严格控制，应由儿科或口腔科医师开处方后按照医嘱方可服用。氟片的效果与自来水氟化相似，从婴儿到12岁坚持服用氟片效果最好。
（2）氟化物防龋的局部应用是指用各种不同的方法把氟带到牙齿表面，通过局部作用预防龋齿。该方法适用于未能实施全身性防龋措施的低氟区，并可适当地与全身性防龋措施配合使用。局部防龋方法较多，如使用含氟牙膏、氟化漱口水、含氟涂料、含氟凝胶、含氟充填材料、含氟牙线及牙面局部涂氟等。其中含氟牙膏是一种可行性强、比较容易推广的自我防龋方法。适用于低氟区和适氟区。目前，工业化国家85%以上的牙膏为含氟牙膏、氟化钠牙膏等。
虽然，目前还没有证实使用含氟牙膏引起氟牙症的报道，但是学龄儿童应慎重使用含氟牙膏，刷牙时应由家长或监护人帮助和监督，每天使用含氟牙膏刷牙的次数不要过多，每次用量需要控制，以豌豆大小为宜。由于学龄前儿童吞咽控制发育尚不完善，在用含氟牙膏刷牙时谨防吞咽。如果每天因刷牙误吞氟0.25～0.5mg，会有造成氟牙症的危险，因此学龄前儿童用含氟牙膏刷牙后应将泡沫尽量吐干净。青少年和成人因为吞食牙膏量极微，所以不需有此顾虑。局部防龋的方法虽然很多，也要注意因人、因条件等区别进行。有些方法成本高、普及难，有些方法需要专业人员或医生进行操作等。