Introducción: las radiografías dentales son una de las exposiciones médicas más frecuentes a la radiación ionizante. El uso de radiación ionizante está asociado a un riesgo probable de desencadenar efectos biológicos adversos y posibles daños a la salud del paciente. Para evitar que los pacientes reciban dosis innecesariamente altas durante estas exposiciones, la Comisión Internacional de Protección Radiológica recomienda la utilización de los niveles de referencia para diagnóstico, como una herramienta efectiva de ayuda a la optimización de la protección radiológica de los pacientes. Objetivo: estimar los niveles de referencia para diagnóstico en radiografía dental intraoral y panorámica en la ciudad de Bogotá, D. C. Metodología: se evaluaron los parámetros de exposición radiográficos de los equipos y la calidad de imagen en 68 equipos de radiografía dental periapical y 23 equipos de radiografía panorámica. Se estimaron las magnitudes dosimétricas de kerma incidente en aire (Ka,i) en equipos intraorales para la radiografía de un maxilar molar de un adulto y el producto kerma aire-área (PKA) en equipos de radiografía panorámica en un examen de un adulto estándar. Resultados: el tercer cuartil de la distribución de kerma incidente en aire para radiografía intraoral fue de 3,3 mGy y del producto kerma aire-área, para radiografía panorámica fue de 103,9 mGy·cm2. En la distribución de frecuencias de kerma incidente en aire para radiografía intraoral, el porcentaje más alto de equipos estuvo en el rango de 2,0–3,0 mGy. En la distribución de frecuencias del producto kerma aire-área para los equipos de radiografía panorámica, el porcentaje más alto de equipos estuvo en el rango de 60 a 80 mGy·cm2. Discusión: las instituciones consideradas para establecer los Niveles de Referencia para Diagnóstico en este estudio contaron con una adecuada calidad de la imagen evaluada con un maniquí dental, pero las variaciones en las dosis de radiación entre instituciones señalan la necesidad de implementar herramientas que contribuyan a la optimización de las prácticas. Conclusiones: se recomienda usar los valores de los niveles de referencia para diagnóstico encontrados en esta investigación para optimizar la protección radiológica en las exposiciones radiológicas dentales, y se espera que este estudio sirva de base para nuevas investigaciones en las demás ciudades del país.