牙疼含冷水能缓解疼痛主要有三方面原因。一是牙髓受刺激后热胀冷缩，冷水使牙髓内血管收缩，压力降低，减轻对神经的压迫；二是牙齿硬组织有导热性，冷水传导走牙齿内部热量，降低牙髓温度，调节牙髓环境；三是冷水干扰牙髓内神经传导疼痛信号的速度和强度，使大脑接收到的疼痛刺激减弱。
一、牙髓受到刺激后的热胀冷缩效应
1.牙髓的结构与特性：牙髓是包含神经、血管等组织的疏松结缔组织，当牙齿受到外界刺激时，牙髓内的压力会发生变化。当牙疼时含冷水，冷水温度较低，牙髓内的血管会收缩。因为热胀冷缩原理，牙髓内的组织在低温作用下体积收缩，从而减轻了对牙髓内神经的压迫。例如，研究表明，正常牙髓组织在温度变化时，会通过血管的收缩和舒张来调节内部压力，当外界温度降低时，血管收缩使牙髓腔内压力减小。
2.对神经压迫的缓解：牙疼往往是由于牙髓内压力增高，压迫牙髓神经引起的。含冷水后，牙髓内压力降低，神经所受的压迫得到缓解，所以疼痛会减轻。不同年龄阶段的人群牙髓的敏感度有所不同，儿童的牙髓相对较为敏感，可能含冷水缓解牙疼的效果在儿童身上体现得更为明显，但原理是一致的，都是基于牙髓的热胀冷缩及对神经压迫的缓解。
二、牙齿硬组织的温度传导影响
1.牙齿硬组织的导热性：牙齿的硬组织，如牙釉质、牙本质等具有一定的导热性。冷水接触牙齿表面时，能够较快地传导走牙齿内部的部分热量。对于因龋齿等导致牙髓暴露或接近牙髓的牙齿，冷水通过牙齿硬组织传导，使牙髓周围的温度降低。比如，龋齿形成的龋洞会使牙髓更容易受到外界温度的影响，含冷水时，冷水通过龋洞传导到牙髓区域，降低牙髓的温度，进而减轻疼痛。不同生活方式的人群，如经常食用甜食的人群更容易患龋齿，也就更可能出现牙疼含冷水缓解的情况，此时更需要注意口腔卫生来预防龋齿进一步发展。
2.温度传导对牙髓状态的调节：这种温度传导使得牙髓内的环境温度趋于稳定，减少了牙髓因温度急剧变化而产生的刺激。对于有不同病史的人群，比如有牙髓炎病史的患者，牙齿对温度变化更为敏感，含冷水时通过牙齿硬组织的温度传导作用能更有效地缓解当下的牙疼症状，但长期来看还是需要针对牙髓炎进行规范治疗。
三、疼痛信号的暂时干扰
1.神经传导的干扰：牙髓内的神经传导疼痛信号是通过神经纤维进行的。当含冷水时，低温会干扰神经纤维传导疼痛信号的速度和强度。研究发现，低温环境会使神经细胞膜的电位变化受到影响，从而暂时阻碍疼痛信号向大脑的传递。不同年龄的人群神经对低温的反应略有差异，一般来说，年轻人的神经调节相对更为灵敏，含冷水后对疼痛信号的干扰可能更明显。生活方式不健康，如长期熬夜、吸烟等的人群，身体的应激状态可能影响神经对低温干扰疼痛信号的反应，但根本还是要从缓解当下牙疼的机制出发来理解含冷水的作用。
2.大脑对疼痛感知的改变：由于疼痛信号传导受到干扰，大脑接收到的疼痛刺激强度减弱，从而让患者感觉到牙疼有所减轻。对于有特殊病史，比如神经系统疾病的人群，含冷水缓解牙疼的机制可能会因为神经系统本身的问题而有所不同，需要特别关注，但总体还是基于牙髓-神经-大脑这一疼痛传导通路的干扰来起作用。
