Objetivo: Avaliar o nível de saturação de oxigênio (SaO2) da polpa de incisivos centrais superiores hígidos antes, durante e após a realização da técnica combinada de clareamento dentário, por meio de oximetria de pulso. Materiais e métodos:Tratou-se de um ensaio clínico randomizado triplo-cego, no qual a amostra inicial constituiu-se de 80 pacientes entre 18 e 27 anos, 160 incisivos centrais superiores hígidos, alocados aleatoriamente em 4 grupos: G1 – Clareamento de consultório com duas aplicações de peróxido de hidrogênio (H2O2) a 35% por 20 minutos cada, seguido de clareamento caseiro com peróxido de carbamida a 10% por 2 horas ao dia, durante 16 dias; G2 – Protocolo empregado no G1, com uso de dessensibilizante no dentifrício; G3 – Clareamento de consultório com uma aplicação de H2O2 a 35% e outra de gel placebo, ambos por 20 minutos, seguido de clareamento caseiro com aplicação de peróxido de carbamida a 10% por 2 horas ao dia, durante 16 dias; G4 – Protocolo empregado no G3, com uso de dessensibilizante no dentifrício. A mensuração da SaO2 pulpar foi realizada nos incisivos centrais superiores antes (T0) e imediatamente após (T1) o clareamento de consultório; no 5o (T2), 8o (T3), 12o (T4) e 16o dia de clareamento caseiro (T5); e após 7 (T6) e 30 (T7) dias do término dos procedimentos. O nível médio da SaO2 pulpar foi descrito pela média e desvio padrão. Foram comparados os tempos e os valores médios desta saturação nos grupos pelo modelo de Equações de Estimações Generalizadas (GEE) e utilizado o teste t de Student de amostras pareadas para análise da média geral do tempo inicial (T0) e após trinta dias do término do clareamento dentário (T7) (p<0,05).Resultados: A amostra final foi constituída por 60 pacientes (n=120 dentes), G1 (n=28), G2 (n=40), G3 (n=26) e G4 (n=26). Os resultados mostraram nível médio de SaO2 pulpar em T0 no G1 de 84,29%, G2 de 84,38%, G3 de 84,79% e G4 de 85,83%. Observou-se redução de T0 para T1, 81,96%, 82,06%, 82,19% e 81,15%, para G1, G2, G3 e G4, respectivamente, com diferença em G4 (p=0,006). Durante o clareamento caseiro, houve retorno ao nível de saturação de oxigênio pupar em todos os grupos, com valores médios em T7 de 86,55%, 86,60%, 85,71%, 87,15% para G1, G2, G3 e G4, respectivamente, com diferença em G2 (p=0,004).Conclusão: O nível médio da saturação de oxigênio pulpar inicial para incisivos centrais superiores hígidos foi de 84,76%, com variações desta saturação durante a técnica combinada de clareamento dentário e nível médio final, após 30 dias, de 86,52%.