由於激光屬單一波長,同方向性,同相干性,可直接作用於牙齒表面深色的有機物質上,使其分子間及分子內能量被激化,而激光產生的主要高能量子也直接被高濃度美白劑H2O2或美白劑中的催化劑吸收,進而啟動的H2O2產生大量的自由基,強而量多的自由基對牙硬組織上深色環狀碳進行氧化還原反應,電子鍵斷裂使其分解成較淡顏色的雙鍵分子,繼續美白就會分解成親水性單鍵無色分子。
所用的半導體激光波長為810nm,根據分析人類的組織對700~1100nm波長的光通透性最強,在人體組織上若要吸收此范圍光波的激光,在溶劑中或作用物中需特別設計吸收特定光波的染色原子。
半導體激光的美白劑內含特殊的柒色團,可直接吸收810nm波長的激光光能,能量直接作用在H2O2上進行光化學作用,所以僅有少量能量變成熱而深入牙髓。此外,美白劑主要成分具有催化劑作用,可催化美白劑活性,使其加速並持續氧化還原反應,以達到短時間內美白的效果。