Kõige levinumad hambavalu põhjused on tavaliselt hammaste lagunemine, nakatunud igemed ja luumurrud. Mõnikord on hambavalu hoopiski viidatud valu tagajärg, mis tähendab, et mõne muu kehaosaga on midagi valesti ja valu viitab hammastele. Inimesed, kes kannatavad põsekoopaprobleemide käes, võivad kurta ka hammaste valu üle, sest põsesarnad ümbritsevad siinused võivad paisuda ja avaldada survet hammastele ja lõualuudele. Kuigi paljud inimesed usuvad, et hambavalu põhjused on tavaliselt seotud hambaaukudega, ei ole see alati tõsi. Hambaaugud põhjustavad harva hambavalu, kuni need muutuvad nii tugevaks, et hammas hakkab lagunema.
Hammaste probleemist tulenev hambavalu ei teki tavaliselt enne, kui närvid on paljastatud. Õõnsused on tavaliselt valutud kuni hamba mädanemiseni nii palju, et närvid on nähtavad ja võivad kokku puutuda õhu või ainetega, näiteks toiduga. Mõnikord võivad aukude täitmisel täidised mitme aasta pärast välja tulla, mis võib samuti põhjustada valu. Enamasti kaitseb hammaste närve õõnsustäidise paigal paigal vaid õõnsus. Kui vana täidis välja kukub, pole õõnsuse uuesti täitmine tavaliselt suur probleem.
Üks levinumaid hambavalu põhjuseid on igemepõletik. Igemete nakatumise põhjuseks võib olla palju erinevaid asju ja üks peamisi süüdlasi võib olla toidu hammaste vahele jäämine. Asjad, mis on kõvad ja krõmpsuvad, nagu popkorn või kartulikrõpsud, kipuvad hammaste vahele kinni jääma eriti halvasti. Kui midagi kõva ja teravat on hammastesse kinni jäänud, võib jätkuv närimine põhjustada selle surumist hambataskutesse ja igemetesse. Kui see juhtub, paisuvad inimese igemed tõenäoliselt üles ja ta kogeb äärmist valu, kuna infektsioon tekib tavaliselt sel hetkel.
Hambamurd on veel üks levinud hambavalu põhjus. Hambad murduvad paljudel erinevatel põhjustel, kuid sageli tekivad luumurrud õnnetusjuhtumite, näiteks kukkumiste või näo nüri jõutrauma tõttu. Kui hambad purunevad, on närvid tavaliselt avatud ja see võib põhjustada palju valu. Hammaste valus on sageli süüdi ka põskkoopad ja valu, mis tavaliselt tähendavad, et hammastel pole tegelikult midagi viga. Kui siinused põhjustavad hambavalu, kaob valu tavaliselt niipea, kui siinuse probleem laheneb. Viidatud valu puhul kipub hambavalu katkema, kui viidatud valu allikas avastatakse ja selle eest hoolt kandma hakatakse.