防晒霜之所以能防晒主要是防晒霜中含有的無機或有機活性成分在起作用。無機防晒成分通常是氧化鋅、氧化鈦等無機物，它們可以反射和散射紫外線輻射，這種防晒霜也被叫做物理防晒霜。有機防晒也加化學防晒霜，其成分通常是OMC(octyl methoxycinnamate )、羥苯並唑(oxybenzone)，它們可以吸收紫外線輻射，把輻射能量轉化成熱能散發出去。防晒霜的功效主要取決於防晒霜的SPF和PA值，SPF指數高，紫外線防護時間就會長，但並不表示SPF值越高，保護力就越強，有的SPF值很高的防晒霜其自身就對人體有所傷害，這點主要是針對化學防晒霜。

化學防晒劑在紫外線作用下會分解、裂變，也即所謂的“光降解”，美其名曰：光穩定性不高。不同的防晒劑有不同的光降解率，光降解作用降低了化學防晒劑對紫外線的防護作用。除此之外化學防晒劑較易滲透入面板，特別是降解後的小分子，更容易被面板吸收。化學防晒劑吸收後，在面板裡同樣會降解，這問題一直很令人擔憂。雖然官方經過嚴格測試表示安全，但是，事實上還是有人會有刺激性，特別是高SPF值的產品。一般來說楊酸鹽類、桂皮酸鹽類與鄰氨基苯甲酸鹽類是被認為較安全、無刺激性的化學防晒成分。而物理防晒劑就沒有上述缺點了，因為其機理是反射紫外線，本身是惰性的，也不存在面板吸收的問題，這也是大家認為物理防晒劑比化學防晒劑安全的理由。