O clareamento dental tem sido descrito como método minimamente invasivo para o tratamento de dentes escurecidos, porém ainda existem muitos pontos controversos em relação aos protocolos de utilização e a segurança das técnicas. Este estudo foi conduzido para testar a eficiência e a sensibilidade dolorosa determinadas por um agente clareador a base de H2 O2 à 15% contendo nanopartículas de TiO_N. 40 voluntários, ambos os gêneros, idades entre 18 e 25 anos, foram divididos em dois grupos: GI - H2 O2 a 35% e GII – H2 O2 a 15% contendo nanopartículas de TiO_N, catalizado por luz LED/LASER, com irradiância de 300 mW.cm–2 . A eficiência dos tratamentos foi mensurada por espectroscopia de reflectância. Os valores de ∆L (luminosidade), ∆E (variação de cor) e sensibilidade provocada pelos tratamentos (S) foram analisados por meio do método de equações de estimação generalizadas (GEE), comparações múltiplas ad Hoc de Bonferroni com significância de 5%. A utilização do gel clareador H2 O2 a 15% contendo TiO_N resultou em menor freqüência e intensidade de sensibilidade provocada (37,6 ± 6,1% para GI contra 11,9 ± 5,0% de GII) e maior eficiência de clareamento (p > 0,05). Conclui-se que o agente de menor concentração reduz a sensibilidade provocada, aumentando a segurança do clareamento dental, com a mesma eficiência do agente tradicional.