Wybielanie zębów nakładkowe opiera się na kontrolowanym procesie chemicznym. Nadtlenek karbamidu lub wodoru uwalnia aktywne rodniki tlenowe, które penetrują porowatą strukturę szkliwa i zębiny. Tam utleniają i rozbijają złożone związki barwnikowe, odpowiedzialne za przebarwienia, na prostsze, bezbarwne cząsteczki. Proces ten nie narusza struktury krystalicznej zęba, a jego skuteczność zależy od stężenia substancji czynnej i czasu jej aplikacji.