Das Bleichen der Zähne erfolgt durch Carbamid-Peroxid oder Wasserstoffperoxid.
Im Gegensatz zu einer mechanischen Politur der Zähne, die nur oberflächliche  Verfärbungen entfernt, wirkt das Bleaching-Gel auf das Innere der Zähne.

Es entsteht bei Carbamidperoxid Wasserstoff-Peroxid und Harnstoff. Dieser Schritt fällt bei reinem Wasserstoffperoxid weg.
Wasserstoff-Peroxid (H2O2) zerfällt dann in Wasser (H2O) und Sauerstoff-Radikale (O), die in den Zahn eindringen. Eingelagerte Farbstoffe werden dadurch zu farblosen Spaltprodukten reduziert.

Um die gleiche Wirkung von Wasserstoffperoxid zu erreichen, muß das Carbamidperoxid etwa die 3-fache Konzentration besitzen (da zusätzlich Harnstoff entsteht, der nicht für die Bleichreaktion zur verfügung steht). Deshalb sind höhere Wasserstoffperoxidkonzentrationen, wie sie beim Powerbleaching in der Praxis verwendet werden, nicht vom Patienten selbst anzuwenden, da das Zahnfleisch und die Schleimhäute vor der starken Reaktion geschützt werden müssen.

Eine Licht-Unterstützung beschleunigt durch Licht und Wärme die Freisetzung des bleichenden Sauerstoffs, das Endergebnis bleibt aber mit einer Aufhellung ohne UV-Unterstützung identisch.