防晒霜之所以能防晒主要是防晒霜中含有的无机或有机活性成分在起作用。无机防晒成分通常是氧化锌、氧化钛等无机物，它们可以反射和散射紫外线辐射，这种防晒霜也被叫做物理防晒霜。有机防晒也加化学防晒霜，其成分通常是OMC(octyl methoxycinnamate )、羟苯并唑(oxybenzone)，它们可以吸收紫外线辐射，把辐射能量转化成热能散发出去。防晒霜的功效主要取决于防晒霜的SPF和PA值，SPF指数高，紫外线防护时间就会长，但并不表示SPF值越高，保护力就越强，有的SPF值很高的防晒霜其自身就对人体有所伤害，这点主要是针对化学防晒霜。

化学防晒剂在紫外线作用下会分解、裂变，也即所谓的“光降解”，美其名曰：光稳定性不高。不同的防晒剂有不同的光降解率，光降解作用降低了化学防晒剂对紫外线的防护作用。除此之外化学防晒剂较易渗透入皮肤，特别是降解后的小分子，更容易被皮肤吸收。化学防晒剂吸收后，在皮肤里同样会降解，这问题一直很令人担忧。虽然官方经过严格测试表示安全，但是，事实上还是有人会有刺激性，特别是高SPF值的产品。一般来说杨酸盐类、桂皮酸盐类与邻氨基苯甲酸盐类是被认为较安全、无刺激性的化学防晒成分。而物理防晒剂就没有上述缺点了，因为其机理是反射紫外线，本身是惰性的，也不存在皮肤吸收的问题，这也是大家认为物理防晒剂比化学防晒剂安全的理由。