病损区由里向外一般可区分为四层结构：即透明层、暗层、病损体部和表层.
（1）透明层位于病损的前沿，和正常釉质相连呈透明状，是龋损时最早发生的组织学改变。这是由于该处釉质的晶体开始出现脱矿，导致晶体间隙增大，当磨片用树胶浸封时，树胶的分子足以进入这些孔隙。由于树胶的折光指数与釉质磷灰石的折光指数接近，故在光镜下呈均质透明状。
（2）暗层紧接于透明层的表面，呈现结构混浊、模糊不清。偏振光显微镜观察，由于一些小的孔隙不能使分子较大的树胶进入，而为空气占据，又因空气的折光指数与磷灰石的折光指数相差较大，故使暗层显出混浊而模糊。暗层的变化包含着脱矿与再矿化交替进行的过程。
（3）病损体部是病损区范围最广的一层，从表层下一直延伸到靠近暗层。偏振光显微镜观察也呈正双折射，但其颜色与暗层不同。病损体部孔隙均较大，能为树胶分子所进入，故该层较为透明。病损体部脱矿最为严重。
（4）表层在龋损区表面有一相对完整的表层。该层相对于病损体部的矿化程度要高。表层部位在龋损发生时往往首先受到酸的侵蚀，然而它却较病损体部脱矿为轻。病损区完整的表层有再矿化现象的存在。