牙菌斑是在牙齿表面紧密附着的膜状物，主要由唾液中的蛋白成分、细菌、食物残渣及口腔黏膜脱落的上皮细胞等构成，牙菌斑结构十分复杂，现已明确，菌斑与龋病、牙周病的发生有着十分密切的关系。菌斑在牙面上的形成，大致可分为两个阶段，早期在牙面上形成一层均质的透明薄膜，称获得膜，接着在该膜的基础上细菌移居，并在其上生长繁殖形成菌斑。
菌斑在牙颈部积累能引起龈炎发生，部分患者可能在以后发展成牙周炎。人类牙周病是由菌斑中多种因素引起的，细菌及其产生毒素是龈炎和牙周炎的主要致病因素。菌斑中细菌及其产物可通过直接和间接途径，引起牙周组织破坏。
（1）细菌及其毒性产物对牙周组织的直接损害：细菌在代谢过程中可产生各种各样能破坏宿主组织的水解酶。现已证明，与人类牙周病关系密切的酶（如金黄色葡萄球菌和链球菌）所产生的透明质酸酶，存在于炎症的牙龈组织中，直接作用于人的牙龈上皮细胞间隙中的酸性黏多糖甚至结缔组织基质，因而使上皮屏障出现缺口，为其他细菌产物进入组织创造了条件。目前认为与牙周病的发生发展关系密切的细菌有：产黑色素类杆菌、嗜二氧化碳杆菌和放线共生放线杆菌。它们能产生胶原酶、蛋白酶、氨基肽酶、白细胞毒素等，直接破坏牙周组织和牙槽骨。
（2）细菌及其产物对牙周组织的间接损害：龈沟液中含有各种球蛋白、酶、补体和白细胞。龈沟液中的免疫球蛋白可中和细菌及其产物。白细胞出现在牙齿表面和龈沟上皮之间，构成一道防止或控制菌斑扩展的保护性屏障。龈沟液中的成分可成为革兰阴性杆菌和螺旋体的重要营养来源，而龈炎和牙周炎的发生和发展与这些细菌在数量上的增加和毒力上的改变有关。有资料表明，严重牙周病患者，其牙周结缔组织中存在着细菌，这些细菌及其产生的抗原性物质可激发机体的免疫应答，造成生理紊乱、组织损害等不良后果。其中最重要的抗原性物质是细菌细胞壁的内毒素。目前报道的口腔菌群中能产生内毒素的细菌有文森螺旋体、口腔螺旋体、齿密螺旋体、梭形杆菌属、产黑色素类杆菌、月形单胞菌属、韦荣菌属、嗜二氧化碳杆菌和放线共生放线杆菌等。现在普遍认为牙周病是菌斑微生物及其产物与宿主免疫系统之间的反应过程。机体对外来物质的免疫应答，目的是抗击和消除这些外来物质，但在这过程中往往伴有炎症发生，其结局又往往造成组织损伤。
菌斑与龋病的关系表现在菌斑是致龋菌赖以生存和发挥致龋作用的一个复杂生态环境，而与龋病关系最密切的是pH的变化。文献报道，菌斑中含有3种类型的细菌：产酸菌、产碱菌和可将强酸（如乳酸）转化分解为较弱的酸（如醋酸和丙酸）的细菌。一般地，菌斑中所含产酸菌和糖类越多，积聚时间越长，产酸能力越强；环境中可为菌斑细菌利用的糖类较多，滞留时间越长，或进食糖类越多，浓度越大，产酸能力也越强，尤其是可溶性糖类如蔗糖、葡萄糖，作用时间短而酸浓度高，易造成牙质脱矿，发生龋病倾向。另一方面，菌斑中产碱菌或使乳酸分解、转化细菌越多，环境中糖类越少，或进食频率低、数量少，而唾液中所含升pH因子又较多，则菌斑的酸性也越低，不易发生龋病。