四环素牙主要是牙齿发育矿化期间服用四环素类药物所致，涉及药物因素（包括药物种类及摄入时间与牙齿发育阶段关系）和个体因素（不同年龄人群易感性差异及个体牙齿矿化程度差异）。
药物因素
四环素类药物的种类：常见的引起四环素牙的四环素类药物包括四环素、土霉素、金霉素等。这些药物在牙齿发育阶段被摄入后，会与牙齿组织中的钙结合，形成稳定的四环素钙复合物。
药物摄入时间与牙齿发育阶段的关系：牙齿的发育矿化期是关键时期。乳牙的发育矿化期在胚胎4个月至出生后1岁半左右，恒牙的发育矿化期则从胚胎4个月一直持续到7-8岁左右。如果在这个时间段内服用了四环素类药物，药物就容易沉积在牙齿硬组织内，导致四环素牙的发生。例如，胎儿在母体内发育时，若母亲在孕期服用了四环素类药物，药物可通过胎盘进入胎儿体内，影响胎儿乳牙的发育矿化；儿童在7-8岁之前服用了四环素类药物，会影响恒牙的发育矿化。
个体因素
不同年龄人群的易感性差异：儿童相对于成人更容易发生四环素牙，因为儿童的牙齿处于不断发育矿化的阶段，对药物的敏感性更高。新生儿和婴幼儿的肝脏对药物的代谢功能尚未完全发育成熟，服用四环素类药物后，药物在体内的代谢清除较慢，更容易在牙齿组织中沉积。而成年人的牙齿发育矿化已经基本完成，此时服用四环素类药物一般不会再引起四环素牙，但如果在牙齿发育后期有特殊情况服用了相关药物，也可能有一定影响，但相对儿童来说概率较低。
个体的牙齿矿化程度差异：牙齿矿化程度较好的个体相对矿化程度差的个体，四环素类药物沉积相对较少，但如果矿化程度本身就处于容易受药物影响的状态，仍然可能发生四环素牙。例如，一些患有先天性牙釉质发育不全等牙齿发育异常疾病的个体，牙齿对四环素类药物的敏感性更高，更容易出现四环素牙的表现。
