O objetivo deste estudo clínico randomizado foi quantificar a sensibilidade dental durante o tratamento clareador e após a aplicação de um dessensibilizante. Para tanto, o equipamento de análise neurosensorial, TSA II, foi utilizado para a realização do Teste Sensorial Quantitativo (QST) por meio de estímulos térmicos. Dez pacientes receberam o tratamento clareador com peróxido de hidrogênio a 35% (Whiteness HP Maxx) e após a sessão clareadora foi realizada a aplicação de um dessensibilizante tópico a base de nitrato de potássio a 5% e fluoreto de sódio a 2% (Desensibilize KF 2%) apenas no hemi-arco esquerdo da maxila. No hemi-arco direito foi aplicada uma solução salina a temperatura ambiente (controle). O QST foi realizado antes do clareamento (AC), imediatamente depois do clareamento (DC) e imediatamente após o tratamento dessensibilizante (DD). A fim de padronizar o local do estímulo, uma moldeira de acetato com perfurações circulares foi utilizada durante as mensurações. A análise estatística foi realizada por meio da análise de variância e teste t de Student ( =0,05). As temperaturas médias (oC) (DP) do limiar de sensação ao frio para o hemi-arco direito (controle) foram: AC-13,898 (4,81), DC-19,241 (3,68), DD-20,646 (3,72) e para o hemi-arco esquerdo foram: AC-14,102 (3,22), DC-19,646 (4,82), DD-13,835 (3,63). Concluiu-se que o clareamento dental com peróxidos de alta concentração exacerbaram a sensibilidade dental ao estímulo térmico e que o uso do dessensibilizante foi efetivo para reverter esta situação.