Objetivo: Determinar a relação entre severidade de fluorose dental (FD), e concentração de flúor [F] no dente e água em áreas endêmicas de FD. Métodos: Residentes de duas comunidades endêmicas de FD foram estudados. 45 dentes foram coletados e analisados para severidade de FD e concentração de flúor. O índice de Thylstrup-Ferjeskov (TFI) foi utilizado para medir a severidade de FD e análise por ativação com nêutrons (AAN) para concentração de [F] dental. Águas de poços da região foram coletadas (n=9) e analisadas para [F], utilizando eletrodo específico de flúor. Resultados: Concentração de [F] da água variou entre 0,2 e 4,7ppm. Os escores do TFI variaram entre 0 e 6; [F] no esmalte entre 120 e 2140ppm e na dentina entre 304 e 4800ppm. Não se observou correlação entre severidade de DF e [F] no esmalte (rs=0,22,p=0,15) e dentina (rs=-0,11,p=0,56). Encontrou-se correlação fraca entre FD e [F] na água (rs=0,38,p=0,04). Análise de regressão linear demonstrou que TFI não podia ser predito por uma combinação linear das variáveis (idade, e concentração de flúor no esmalte e dentina). Quando a concentração de flúor no esmalte, dentina e água foram analisadas de forma independente na regressão linear, apenas flúor na água demonstrou influência na severidade de FD (p=0,013;t=2,67). Conclusão: Mesmo em áreas endêmicas de FD, concentração de flúor dental não se correlaciona com severidade de FD, e a relação entre este e a concentração de flúor nas águas foi fraca. Assim, concentração de flúor dental pode não ser um bom preditor/indicador de severidade de FD.