Este estudo avaliou in situ os efeitos dos agentes bioativos sobre o esmalte clareado com peróxido de hidrogênio a 37,5%, através de microdureza Knoop (KHN) e cromatografia de íons (IC). Foram selecionados 25 terceiros molares humanos inclusos foram fragmentados (3x3x3 mm). Cinco voluntários foram selecionados e tiveram cinco espécimes fixados na superfície vestibular dos seus molares superiores e inferiores. Cada voluntário representou um grupo (n=5): CONTROLE: sem tratamento, POLA: Pola Office 37,5% (Controle Positivo), NANO: Pola Office 37,5% + Nanohidroxiapatita, CPP-ACP: Pola Office 37,5% + CPP-ACP (CPP-ACP) e NOVA: Pola Office 37,5% + NovaMin. A análise de KHN (n=5) foi realizada antes e após os tratamentos. Foram realizadas cinco endentações, utilizando a carga de 25 gf durante 15 segundos. Para a análise química (n=3), as amostras foram trituradas, autoclavadas e submetidas à digestão ácida pela radiação de microondas. Em seguida, foram diluídas em 303x com água destilada/deionizada. Para a quantificação dos elementos químicos cálcio (Ca), flúor (F) e fósforo(P), foi utilizada uma técnica de cromatografia iônica. ANOVA seguido de TUKEY (p<0,05) demonstraram que os grupos CPP-ACP e NOVA mostraram médias de KHN superiores em relação aos demais grupos; o grupo NANO foi semelhante estatisticamente ao grupo CONTROLE; O POLA apresentou a menor média de KHN quando aos outros grupos. O percentual de KHN em ordem decrescente foi: CPP-ACP, NOVA, NANO CONTROLE e POLA. A utilização de agentes bioativos no tratamento clareador promoveu o aumento do percentual dos íons cálcio, flúor e fósforo e da dureza do esmalte humano.