むし歯が進行して歯髄にまで達すると歯髄炎が起こります。過去に治療した部分から細菌が入り込んだり、交通事故や転倒などで歯が折れたりすることが原因になることもあります。部分的に炎症が起きているだけで、元の状態に回復する可逆性（かぎゃくせい）歯髄炎は、通常、う蝕を除去することで正常な歯髄に戻るため、歯髄を除去する必要はありません。一方、回復しない不可逆性（ふかぎゃくせい）歯髄炎は、細菌感染を起こした歯髄をきれいに取り除く、抜髄（ばつずい）と呼ばれる治療が必要となります。共通して「冷たいものや温かいものがしみる」という症状がありますが、不可逆性では継続する痛みを伴ったり、何もしなくてもズキズキ痛んだりします。

歯髄炎を放置してしまうと歯髄壊死となり、温度刺激による痛みを感じなくなります。外傷などで脱臼した歯が歯髄壊死になる場合もあります。症状としては触ってわかるような歯ぐきの腫れ、歯の変色、歯がしみなくなり痛みも感じなくなる、などです。

細菌が歯の根に達すると、歯と歯槽骨（歯を支える骨）の間にある歯根膜に炎症が広がって根尖性歯周炎と呼ばれる状態になります。自覚症状はなくてもレントゲンでみつかることがあり、歯根の先（根尖部）にレントゲン透過像（黒く見える部分）が認められるようになります。これを根尖病巣（こんせんびょうそう）と呼び、炎症が慢性的になると歯根の先端部分に膿が溜まり、その膿が粘膜内に流れ出て、歯肉がぷくっと腫れることがあります。この腫れは痛みを伴い自然に潰れて膿が出ると一時的におさまりますが、放置すると体調が悪い時などに再び膿が溜まって腫れてきます。
根尖性歯周炎は、むし歯の放置によって起こることもありますが、過去に根管治療で神経を取った歯が起こすことのほうが頻度として多いといえます。症状としては、歯ぐきが腫れて膿が出る、噛むと痛い、時々強い痛みを感じる、骨が溶けて歯がぐらぐらする、などですが、悪化すると、細菌が顎などの周囲の骨にも影響を及ぼし、顎骨骨髄炎（がくこつこつずいえん）や骨膜下膿瘍（こつまくかのうよう）といった症状につながります。これらは身体の抵抗力が弱いと敗血症を引き起こす危険性がありますので早急な治療が必要です。

むし歯が神経にまで達して、ひどい歯髄炎の症状（自発痛、冷・温痛、咬合痛など）を起こしている場合は、歯髄（神経）を取り除く処置が必要になります。この治療を抜髄といいます。歯髄炎の状態は、歯髄の細胞が生きていて免疫力を持っています。このため、歯髄にはほとんど細菌はいないと考えられています。抜髄の段階で無菌的かつ丁寧な治療を行い、精密な土台や被せ物をセットできれば、高確率で根管内に細菌がいない状態を作り出すことが可能です。これにより歯髄炎の症状が改善します。

歯髄炎を放置していると、細菌によって歯髄の組織が殺されていきます。こうなると、歯髄の細胞の免疫力も失われていくため、根管内に細菌がさらに増殖し、歯髄壊死や根尖性歯周炎などを引き起こします。すでに神経を取り除いた歯でも、根管内に細菌が進入すると、同じような状態になります。
感染根管治療は、根管の中の細菌や汚染物を取り除き無菌に近い状態にして、根の先にある炎症を抑えていく治療です。

歯科用CTは3次元の立体画像で歯のレントゲンを撮ることができる装置です。根管は複雑な形状であるうえ、歯によっては数本に分岐しています。根管の清掃・消毒を確実に行うためには、まず根管の構造や病巣の位置・大きさを正確に把握することが重要となります。その診査診断に役立つのが歯科用CTです。平面のレントゲン画像では確認できない細部も、歯科用CTの立体画像なら詳細に把握できるため、より一層精密な診査診断、治療が可能になります。

マイクロスコープ下の根管治療では、肉眼やルーペ下とは異なり、根管の細部までしっかり見えます。そのため、根管内部の細かい汚染物を除去したり、消毒薬を活性化させたりするために超音波治療器は不可欠です。