牙骨质的组织学结构与密质骨相似，由细胞和矿化的细胞间质组成。细胞位于陷窝内，并有增生沉积线。

1.细胞间质由纤维和基质构成。牙骨质内的纤维主要是成牙骨质细胞产生的胶原纤维，纤维排列与牙根表面平行。另有一些来自牙周膜的纤维称穿通纤维或沙比纤维，与牙根表面垂直并穿插与其中。基质主要是蛋白多糖和矿物盐。

牙骨质表面有一层刚形成尚未钙化的牙骨质即类牙骨质。

2.细胞牙骨质细胞卵圆形，周围有许多细长的胞质突起，并有分支，突起多数向着牙根表面，借以自牙周膜吸取营养，邻近的牙骨质细胞突起相互吻合。牙骨质细胞在间质中的分布不规则，根具有无牙骨质细胞分布，牙骨质又分为无细胞牙骨质和细胞牙骨质。

（1）无细胞牙骨质：紧贴牙本质表面，自牙颈部到近根尖1/3处。主要由牙骨质层板构成，而无细胞。

（2）细胞牙骨质：常位于无细胞牙骨质的表面，但在根尖部可以全部为细胞牙骨质，牙颈部则常常全部为无细胞牙骨质，细胞牙骨质和无细胞牙骨质也可以交替排列。

3.釉牙骨质界釉质和牙骨质在牙颈部相连，其相连处有三种不同情况：约有60%是牙骨质少许覆盖在釉质上；约30%是釉质和牙骨质端端相连；还有10%是两者不相连，该处牙本质暴露，而为牙龈所覆盖。在后一种情况下，一旦牙龈萎缩，暴露牙本质即容易发生牙本质过敏。