四环素牙的形成主要与四环素类药物的使用密切相关。在牙的发育矿化期，服用四环素族药物，药物可被结合到牙组织内，使牙着色，进而形成四环素牙。

在胚胎29周直到出生后8岁的时间段内，是牙齿发育矿化的关键时期。如果在此期间，孕妇或儿童服用了四环素类药物，如四环素、土霉素、金霉素等，药物会以螯合钙的方式沉积于牙、骨骼等部位。当四环素药物进入人体后，它会在牙本质和牙釉质中形成一种四环素钙正磷酸盐复合物。这种复合物本身具有一定的颜色，在牙本质中沉积的量比在牙釉质中要高，而且牙本质中的沉积会影响牙釉质的矿化，使得牙釉质发育不全，从而更容易让外界的色素沉着。

四环素牙的颜色改变与服用药物的种类、剂量、时间以及服药时牙齿发育的阶段有关。一般来说，服用的四环素类药物不同，牙齿变色的程度和颜色也有所差异，可呈现出黄色、棕褐色、深灰色等。而且，服药剂量越大、时间越长，牙齿变色就越明显。

此外，阳光对四环素牙的颜色也有影响。刚萌出的牙齿可能只是呈现出淡淡的黄色，但在阳光的作用下，牙齿颜色会逐渐加深、变灰暗。因为紫外线会促使四环素钙正磷酸盐复合物发生结构变化，导致颜色进一步改变。总之，四环素牙是由于特定时期服用四环素类药物，药物在牙组织内沉积并受外界因素影响而形成的。