牙本质龋在光镜下可以看到坏死区、感染区、牙本质脱矿区、高度矿化区以及修复性牙本质层。坏死区由结构遭到破坏的牙本质小管、混合性口腔微生物群以及被降解的无结构基质构成。感染区中有微生物渗透至牙本质小管，但管周牙本质无大的破坏。脱矿区矿物盐已被溶解，留下相对完整的牙本质小管。