礦物鹽類沉積于菌斑的機制尚未完全明了，有以下幾種解釋：

1、環境堿化

唾液：唾液中含可溶性的酸性磷酸鈣和酸性碳酸鈣，當唾液分泌到口腔，二氧化碳逸出，唾液呈堿性，菌斑、軟垢周圍環境堿化，pH升高時，可溶性鈣鹽就變成不溶性鈣鹽沉積下來。

細菌：菌斑和軟垢中的細菌，能使唾液中的尿素分解成氨，使唾液堿化，pH升高，鈣鹽易沉積。

2、磷酸酯酶升高：正常牙齦組織中含磷酸酯酶，在炎癥或外傷時，酶含量增加，牙菌斑和脫落的上皮細胞也能釋放磷酸脂酶，使唾液中的磷酸鹽沉積；還有一種碳酸酐酶，使唾液放出二氧化碳，促使不溶性鈣鹽沉積。

3、膠樣蛋白質逸出：唾液中含有一種膠樣蛋白質，能粘合鈣、磷離子，使唾液中的磷酸鹽維持過飽和狀態，當唾液停滯于牙面，膠體沉降，過飽和狀態不能維持，磷酸鈣鹽則沉積出來。

4、礦化核心：礦化物沉積必須存在鈣化的核心，菌斑中的細菌、上皮細胞和細胞間質可能成為主要的核心物質。菌斑細胞間的基質，主要為蛋白多糖復合物，可以從唾液中絡合鈣鹽成為鈣化中心。菌斑中的細菌本身也是一種基質，如纖毛菌屬和放線菌屬，可構成有機的支架，吸附礦物質沉積于牙面。

牙結石形成的速度、形態和硬度因人而異，一般來說新生的牙結石需要十二至十五小時。快速形成的牙結石要比慢慢形成的牙結石要軟且碎。所有剛形成的牙結石都是軟軟的，經過一段時間的鈣化就會慢慢的變硬。因此在牙結石形成之初，使用口腔清潔法或刷牙法，都很容易清除牙結石，等到鈣化之后就不易清除了。