Uma das ocorrências na superfície oclusal que divide os profissionais quanto à terapêutica é a pigmentação escura das fossas e fissuras. Esse estudo verificou, em 155 molares decíduos de 63 pacientes na faixa etária de 3 a 10 anos, aspectos clínico, radiográfico e microbiológico da pigmentação de fossas e fissuras durante 18 meses. Observou-se o dente e a superfície dentária acometidos pela pigmentação, distribuição na superfície, cor, cavitação, textura, radioluscência ou não, tratamento e microrganismos. Foram aplicados testes do qui-quadrado, correlação linear, Komolgorov-Smirnov e Lilliefors e coeficiente de concordância de Kendall (nível de significância foi de 5%). Os segundos molares foram mais acometidos. Predominância da superfície oclusal (68%) foi significativa para todos os dentes, bem como padrão parcial de distribuição da pigmentação (75%) e a cor marrom (86%). Ocorrência de cavitação foi maior aos 6 meses decresce com o tempo. Em 95% dos dentes monitorados, a textura dura se manteve ao longo dos períodos. Procedimento restaurador foi realizado em 15% dos dentes. Análise radiográfica mostrou maior frequência de ausência de radioluscência. Houve prevalência de microrganismos do gênero Actinomyces. Alteração quantitativa de cocos cariogênicos foi observada apenas em dentes cavitados. Fossas e fissuras pigmentadas não necessariamente significaram tratar-se de lesão cariosa e monitoramento clínico em dentes com essas características é viável e apresentará melhores resultados em pacientes participantes de programas de assistência odontológica rotineira.