Hampaiden valkaisuprosessissa peroksidi tunkeutuu hampaan pintaan ja poistaa orgaanisia värjäytymiä kiilteestä ja dentiinistä. Vetyperoksidia sisältävät valkaisuaineet hajoavat kosketuksessa hampaan kanssa muuttuen vedeksi, hapeksi sekä vapaiksi happiradikaaleiksi. Valkaisuaineiden toiminta perustuu näiden happi-ioneiden vaikutukseen, jotka poistavat värjäytymiä hapettamalla niitä koossa pitäviä sidoksia. Mitä pienempiä värjäytyneet värilliset molekyylit ovat, sitä enemmän hampaan oma vaalea väri heijastuu takaisin. Tämä saa hampaat näyttämään valkoisemmilta ja kirkkaammilta. On tärkeää huomata, että hampaat tai hammasluu eivät itsessään valkene, vaan valkaisuaineiden hajoamistuotteet puhdistavat syvältä hammaskudoksesta vuosien aikana kertyneitä värjäytymiä, jolloin hampaan oma väri pääsee paremmin esille.