紫外线主要有三种：UVA，UVB，UVC。臭氧层能阻绝UVC的伤害但无法阻隔 UVA及UVB。UVA可穿透皮表至真皮层可以晒黑、晒红及晒伤皮肤，并可以加强UVB对皮肤的伤害力；UVB主要对皮肤的伤害在表皮不但晒黑、晒红及晒伤皮肤的能力比UVA强，致皮肤癌的危险性也较高。
物理防晒是利用成分的反光粒子在皮肤上形成防护墙。就好像在皮肤表面架上一面镜子，将阳光反射出去。
化学防晒则是用化学物质与细胞结合，达到吸收某部分波长的紫外线效果。化学防晒就好像一块海绵，阳光就像水一样遇到海绵就被吸收掉了。
在了解防晒成分之前，先来了解关于防晒霜的一些性能。
1. UVA防护力度不够
UVA会导致皮肤老化、出现皱纹、抑制免疫系统，可能生成皮肤癌，并且这种影响是长期低剂量照射造成的，很容易被忽略。在防晒剂中添加可以防护UVA的成分也是近几年才出现的。但从前面对防晒成分的介绍可知，目前用于防护UVA的成分很少。美国FDA仅批准了4种，欧盟、日本和澳大利亚批准使用的更多些（包括4-Methylbenzylidene camphor 、Tinosorb M、Tinosorb S、Mexoryl XL、Neo Heliopan AP、Uvinul A Plus、Uvinul T150、Uvasorb HEB、Parsol SLX、Amiloxate共十种）。这些成分由于刚刚开始使用，关于它们的稳定性、对人体毒性以及对环境的影响都还只有很少的研究成果。因此使用这些成分还是存在很大隐忧的。目前对UVA防护性能最好的就是二氧化钛和氧化锌，它们的防晒机理主要是物理性防晒，而且这两种物质有着长时间应用于化妆品的历史，安全性能好，因此应用范围广泛，分别超过70%和30%。
2. 防晒剂稳定性问题
前面介绍的防晒剂中有几种种会在阳光照射后有显着的分解，然后失去吸收紫外线的能力，其中分解的时间最短只有30分钟。事实上几乎所有的（除了二氧化钛和氧化锌）的有效成分发挥功效时都是在吸收太阳的能量使其不能穿透皮肤，然后在释放这些吸收到的能量的过程中解离，或是和其他成分发生化学反应，或者激发出自由基。也就是说稳定只是一个相对的概念，几乎所有的防晒剂在暴露于阳光下最终都会解离，只是有时间长短之分。当然有效成分的分解时间是可以通过添加一些稳定剂得到延长。
美国有份报告研究市场上常见的785种防晒剂，发现其中54%的产品中包含那些易分解的成分，却不包含可以起稳定作用的成分。这主要也和当前防晒剂的评价体系相关，几乎各国的条款都只含有对SPF值的规定，却不包括对UVA防护和产品稳定性的规定。因此我们手里的那支防晒霜很可能在你出门的时候，还没等你走到小区门口，就已经是个安慰剂了。
除了光稳定性，还要考虑防晒剂的水稳定性。水稳定性是指防晒剂放入水中浸泡20分钟后，保持原来成分组成和活性能力的大小。相对光稳定性而言，水稳定性除了与防晒剂本身的性质有关，还与涂层厚度、防晒基底有关。
基于以上因素，防晒剂重复涂抹是很有必要的，一般的要求是2小时补一次，但美国有推荐30分钟补一次的，如果不觉得麻烦，时间间隔还是应当短一些好。
3. 防晒剂的安全问题
许多已经得到批准使用的防晒剂离安全两个字是很远的。有些成分会直接被血液吸收，有些可能会释放出会损害DNA或细胞的自由基，使皮肤老化，甚至增加患皮肤癌的风险；有些会有雌激素活性，甚至严重干扰体内的荷尔蒙代谢；有些会引发严重过敏反应；有些还对环境产生影响。即使这样，这些成分仍然在被允许使用着（如PABA类和二苯酮类，其刺激性和对人体有毒性已经确定无疑了，但仍然没有被禁止使用，国外的产品你可以选择不含这两种物质的，但国内的产品里你完全不知道是不是含有而没有选择的权利），还有更多的不知是否存在这些问题的防晒剂在等待被批准着。
除了防晒剂本身会被吸收之外，防晒霜中的其他成分也会被吸收，尤其是加入了乙醇或其类似物成分的防晒霜更容易被吸收。涂层的厚度和粘滞度也会影响其吸收渗透程度，一般来说涂层越厚，黏度越大，越不容易渗透和吸收。
当然现在有一些技术正在试图解决防晒剂的机体吸收问题，比如广告上经常可以听见的微囊技术。把防晒剂制成无活性的微囊状，这层囊由微薄的透明玻璃构成，在水溶液中可以解离释放出有效成分，同时可以减少透皮吸收。但总的来说目前的技术还不能完全解决吸收的问题。
4. 纳米级微粒的使用
氧化锌和二氧化钛是两种重要而且使用广泛的物理防晒剂，屏蔽紫外线的原理都是吸收和散射。两者都属于N型半导体，价带上的电子可以接受紫外线中的能量发生跃迁，这也是它们吸收紫外线的原理。而散射紫外线的功能就和材料的粒径相关，当尺寸远小于紫外线的波长时，粒子就可以将作用在其上的紫外线向各个方向散射，从而减小照射方向的紫外线强度。此外，如果这两种原料的粒径过大，涂在皮肤上会出现不自然的白化现象。因此纳米级微粒与通常尺寸相比有着显着的优势。另外比较两者的紫外吸光曲线，可以发现阻隔UVB的效果纳米二氧化钛更好，而阻隔UVA（335-380nm）的效果纳米氧化锌更好。
纳米氧化锌和二氧化钛都是稳定的化合物，可以提供广谱的紫外保护（UVA和UVB）。纳米氧化锌甚至还有抗菌和抗炎的作用，几乎在各国对防晒剂的评价中都是目前为止最安全有效的成分。但它们特别小的尺寸，使得它们有更高的化学活性，也可能被人体吸收，从而对人体和环境有着潜在的危害，因此对于纳米级氧化锌和二氧化钛的使用还存在着很大的争议。比如欧盟在2000年时发报告说纳米二氧化钛是安全的，不会被皮肤吸收，没有细胞毒性、光毒性和遗传毒性。2004年的时候说纳米氧化锌会被吸收，而且可能会引起DNA损伤。澳大利亚在2006年一份综述中称不认为纳米粒子在皮肤中有吸收。而美国DNA1999年批准氧化锌的使用，但认为纳米氧化锌存在安全问题而不允许使用，而在2006年批准纳米氧化锌作为一个新的有效成分。
纳米微粒最令人担忧的地方就是它会释放出自由基，这会增加氧化压力，从而损伤体内的蛋白、酯类和DNA。钛产生的氢氧自由基可能会对DNA和细胞产生损伤，锌产生氢氧自由基可能会损害皮肤中的DNA和细胞结构。另外，当你抹了防晒霜洗脸或是游泳，又或者是使用带防晒系数的唇膏，就存在着很大的可能将其中含有的纳米级的防晒剂直接通过吃下去，这样人体是可以直接吸收的。有研究表明肠子能够吸收二氧化钛粒子的直径在150-500nm（略高于纳米水平，相当于微米粒子，这种尺寸的粒子防晒剂中也有使用），随后这些粒子还可以到达肝脏和脾脏。关于纳米粒子是否能通过皮肤直接进入血液还存在争议。通过在动物和人手上的实验表明，纳米二氧化钛不吸收，纳米氧化锌有1.5-2.3%的吸收。但也有人认为人手上的皮肤远比嘴唇、眼睑、大腿内侧、腋下等地方要厚实的多，而且如果皮肤破损处的吸收状况也会不同，很快下结论这两种粒子几乎零吸收是过于草率的，缺乏更多的实验证据。
基于以上种种，纳米粒子的使用还有着很大的争议，一方面以其卓越的防晒性能让人爱不释手，另一方面又因为可能造成的未知危害而裹足不前。但很重要的一点就是目前的产品标注上不会写明产品中使用的是普通二氧化钛、氧化锌还是纳米级的，完全不给人以选择的余地（国内就不说了，连含不含这些物质都不知道），颇有些强盗逻辑的味道。