Esistono diverse teorie sul meccanismo di insorgenza dell'ipersensibilità; tuttavia, la più ampiamente accettata è conosciuta come la "teoria idrodinamica". Proposta da Brannstrom e Astrom, afferma che stimoli termici, osmotici o fisici creano un movimento del fluido presente all'interno dei tubuli dentinali, causando l'attivazione delle terminazioni nervose presenti a livello dell'interfaccia dentina-polpa, con conseguente dolore.
Lo sviluppo dell'ipersensibilità dentinale si verifica in seguito a due passaggi:
Si è visto come, nei denti ipersensibili, il numero dei tubuli dentinali esposti sia 8 volte superiore e con un diametro medio 2 volte maggiore rispetto ai denti che non presentano questo problema. Questo determina un flusso di liquido intradentinale circa 100 volte maggiore.
La causa più comune di esposizione dentinale è rappresentata dalla presenza di recessioni gengivali, che possono essere conseguenza di malattia parodontale, trattamenti ortodontici, piercing facciali o spazzolamento dei denti aggressivo o con dispositivi inadatti.
Oltre alle recessioni gengivali, la perdita di tessuto dentale coronale, in particolare a livello dello smalto, è considerata un fattore di rischio per l'esposizione della dentina cervicale ed è principalmente causata da erosione, abrasione o da una combinazione di questi fattori.
L'erosione è una perdita dei tessuti dentali duri mediante l'azione di sostanze chimiche. Si è visto come l'ipersensibilità dentinale sia più comune nei soggetti che consumano quotidianamente più di 3 sostanze acide (frutta, agrumi) e più di 2 bevande acide (soft drink, alcol), soprattutto se al di fuori dei pasti. Essa inoltre è più comune nei soggetti che hanno l'abitudine di sorseggiare o tenere in bocca le bevande prima di deglutirle e che impiegano più di 10 minuti nel consumare cibi acidi in un unico pasto.
Anche il ruolo delle malattie gastroesofagee nella progressione della perdita di sostanza dura dentale è stato dimostrato. Gli studi hanno evidenziato come l'esposizione ripetuta o prolungata dei denti agli acidi gastrici porti alla dissoluzione selettiva di componenti specifici della superficie dentale, causando perdita di struttura e ipersensibilità della dentina. Lo stesso discorso vale per i soggetti affetti da disturbi del comportamento alimentare, come anoressia e bulimia.
L'abrasione invece, è definita come una perdita di sostanza dentale in seguito a stimolazione meccanica; a questo proposito, possibili fattori causali sono scorrette tecniche di spazzolamento e soprattutto l'utilizzo di dentifrici particolarmente abrasivi.
Anche le parafunzioni, come il bruxismo, possono causare un'usura progressiva delle superfici dei denti con conseguente esposizione del tessuto dentinale e quindi possibile insorgenza di ipersensibilità.
Infine, esiste un tipo di l'ipersensibilità dentinale iatrogena che compare come effetto collaterale indesiderato di alcuni trattamenti odontoiatrici quali soprattutto sbiancamenti professionali e terapie parodontali come levigature radicolari.