象牙質は歯髄腔を取り囲む歯の主要硬組織であり、淡黄色を呈します（Nanci, 2017）。エナメル質より弾性に富み（弾性係数：18.5 GPa）、骨組織（弾性係数：約15 GPa）よりやや硬い特性を持ちますが、エナメル質（弾性係数：約84 GPa）と比較すると明らかに軟らかい性質があります（Kinney et al., 2003）。象牙質の厚さは歯冠部で約2〜3mm、歯根部で約1〜2mmです（Avery and Chiego, 2006）。
象牙質の組成は精密に調整された以下の成分からなります（Goldberg et al., 2011）：
象牙質の精密な構造は以下の特徴的要素から成り立っています（Berkovitz et al., 2018）：
象牙細管内には「トームス線維」（Tomes' fiber）が存在します（Tomes, 1848; Thomas, 1979）。これは膠原線維ではなく、歯髄辺縁に細胞体を持つ象牙芽細胞（odontoblast）の細胞突起（odontoblastic process）そのものです。象牙芽細胞は高さ約50〜60μmの円柱状細胞で、その細胞突起は長さ1mm以上に達し、象牙質全層を貫通してエナメル象牙境付近まで伸長しています（Couve, 1986）。突起内には微小管、微細線維、ミトコンドリアなどの細胞小器官が含まれ、象牙質の栄養供給、知覚伝達、修復象牙質の形成などに重要な役割を果たしています（Holland, 1985）。
象牙質は歯の感覚受容において中心的役割を担っています（Brännström, 1986）。象牙細管内の液体移動（流体力学説）や直接的な神経刺激により、熱刺激、機械的刺激、浸透圧変化などを感知します（Närhi et al., 1992）。象牙質知覚過敏症は象牙質が露出した際に生じる一般的な臨床症状であり、象牙細管封鎖療法や神経伝達阻害剤の応用などで対処します（Orchardson and Gillam, 2006）。また、加齢や慢性的刺激により形成される第二象牙質や修復象牙質は、歯髄保護の観点から重要な防御機構となっています（Smith et al., 1995）。象牙質の微細構造の理解は、接着性修復材料の開発や歯髄保存療法において不可欠な基礎知識です（Pashley, 1996; Van Meerbeek et al., 2003）。