フッ素は生えてきて間もない歯に使うと一番効果的です。
乳歯は生後6カ月から3歳半頃まで、永久歯（親知らずは除く）は4歳頃から中学3年生ころまでに生えてきますので、その時期に使うと一番効果があります。
また、中学生までフッ素うがいを続けた子は大人になっても虫歯が60％も少ないという研究が日本で発表されています。
最近では、大人の歯の根面のむし歯にも20～30％の予防効果があるという研究報告もありますので、フッ素の利用は一生続けた方が良いと言われています。

フッ素には歯の質を強くする効果と、虫歯の原因菌が酸を出すのを抑えるという2つのむし歯予防の作用があります。
歯が生えてすぐ、表面のエナメル質のハイドロキシアパタイト結晶がフッ素に触れると、フルオロアパタイト結晶に変わります。フルオロアパタイト結晶は見た目は同じですが、酸に溶けにくく、むし歯にもなりにくいという性質があります。
また最近では、フッ素には小さいむし歯の部分にカルシウムの結晶をつくり、初期のむし歯を治してくれる「再石灰化作用」という働きもあることが判っています。
歯の表面では、食事のたびに脱灰と再石灰化が行われています。脱灰によって歯から唾液中に溶けだしたカルシウムイオンやリン酸イオンは、再石灰化によって再び歯に取り戻されます。このとき、フッ素イオンも一緒に歯に取り込むことができると、歯質はフルオロアパタイトという硬く強い結晶構造を作り、酸によって溶かされにくい歯になります。
毎日のブラッシングの時にフッ素を補給することで酸に負けない強い歯を作ることができます。
むし歯の予防対策にはフッ素の力が一番効果的だと考えられています。