紫外線主要有三種：UVA，UVB，UVC。臭氧層能阻絕UVC的傷害但無法阻隔 UVA及UVB。UVA可穿透皮表至真皮層可以晒黑、晒紅及晒傷面板，並可以加強UVB對面板的傷害力；UVB主要對面板的傷害在表皮不但晒黑、晒紅及晒傷面板的能力比UVA強，致面板癌的危險性也較高。
物理防晒是利用成分的反光粒子在面板上形成防護牆。就好像在面板表面架上一面鏡子，將陽光反射出去。
化學防晒則是用化學物質與細胞結合，達到吸收某部分波長的紫外線效果。化學防晒就好像一塊海綿，陽光就像水一樣遇到海綿就被吸收掉了。
在瞭解防晒成分之前，先來了解關於防晒霜的一些效能。
1. UVA防護力度不夠
UVA會導致面板老化、出現皺紋、抑制免疫系統，可能生成面板癌，並且這種影響是長期低劑量照射造成的，很容易被忽略。在防晒劑中新增可以防護UVA的成分也是近幾年才出現的。但從前面對防晒成分的介紹可知，目前用於防護UVA的成分很少。美國FDA僅批准了4種，歐盟、日本和澳大利亞批准使用的更多些（包括4-Methylbenzylidene camphor 、Tinosorb M、Tinosorb S、Mexoryl XL、Neo Heliopan AP、Uvinul A Plus、Uvinul T150、Uvasorb HEB、Parsol SLX、Amiloxate共十種）。這些成分由於剛剛開始使用，關於它們的穩定性、對人體毒性以及對環境的影響都還只有很少的研究成果。因此使用這些成分還是存在很大隱憂的。目前對UVA防護效能最好的就是二氧化鈦和氧化鋅，它們的防晒機理主要是物理性防晒，而且這兩種物質有著長時間應用於化妝品的歷史，安全效能好，因此應用範圍廣泛，分別超過70%和30%。
2. 防晒劑穩定性問題
前面介紹的防晒劑中有幾種種會在陽光照射後有顯著的分解，然後失去吸收紫外線的能力，其中分解的時間最短只有30分鐘。事實上幾乎所有的（除了二氧化鈦和氧化鋅）的有效成分發揮功效時都是在吸收太陽的能量使其不能穿透面板，然後在釋放這些吸收到的能量的過程中解離，或是和其他成分發生化學反應，或者激發出自由基。也就是說穩定只是一個相對的概念，幾乎所有的防晒劑在暴露於陽光下最終都會解離，只是有時間長短之分。當然有效成分的分解時間是可以通過新增一些穩定劑得到延長。
美國有份報告研究市場上常見的785種防晒劑，發現其中54%的產品中包含那些易分解的成分，卻不包含可以起穩定作用的成分。這主要也和當前防晒劑的評價體系相關，幾乎各國的條款都只含有對SPF值的規定，卻不包括對UVA防護和產品穩定性的規定。因此我們手裡的那支防晒霜很可能在你出門的時候，還沒等你走到小區門口，就已經是個安慰劑了。
除了光穩定性，還要考慮防晒劑的水穩定性。水穩定性是指防晒劑放入水中浸泡20分鐘後，保持原來成分組成和活效能力的大小。相對光穩定性而言，水穩定性除了與防晒劑本身的性質有關，還與塗層厚度、防晒基底有關。
基於以上因素，防晒劑重複塗抹是很有必要的，一般的要求是2小時補一次，但美國有推薦30分鐘補一次的，如果不覺得麻煩，時間間隔還是應當短一些好。
3. 防晒劑的安全問題
許多已經得到批准使用的防晒劑離安全兩個字是很遠的。有些成分會直接被血液吸收，有些可能會釋放出會損害DNA或細胞的自由基，使面板老化，甚至增加患面板癌的風險；有些會有雌激素活性，甚至嚴重干擾體內的荷爾蒙代謝；有些會引發嚴重過敏反應；有些還對環境產生影響。即使這樣，這些成分仍然在被允許使用著（如PABA類和二苯酮類，其刺激性和對人體有毒性已經確定無疑了，但仍然沒有被禁止使用，國外的產品你可以選擇不含這兩種物質的，但國內的產品裡你完全不知道是不是含有而沒有選擇的權利），還有更多的不知是否存在這些問題的防晒劑在等待被批准著。
除了防晒劑本身會被吸收之外，防晒霜中的其他成分也會被吸收，尤其是加入了乙醇或其類似物成分的防晒霜更容易被吸收。塗層的厚度和粘滯度也會影響其吸收滲透程度，一般來說塗層越厚，黏度越大，越不容易滲透和吸收。
當然現在有一些技術正在試圖解決防晒劑的機體吸收問題，比如廣告上經常可以聽見的微囊技術。把防晒劑製成無活性的微囊狀，這層囊由微薄的透明玻璃構成，在水溶液中可以解離釋放出有效成分，同時可以減少透皮吸收。但總的來說目前的技術還不能完全解決吸收的問題。
4. 納米級微粒的使用
氧化鋅和二氧化鈦是兩種重要而且使用廣泛的物理防晒劑，遮蔽紫外線的原理都是吸收和散射。兩者都屬於N型半導體，價帶上的電子可以接受紫外線中的能量發生躍遷，這也是它們吸收紫外線的原理。而散射紫外線的功能就和材料的粒徑相關，當尺寸遠小於紫外線的波長時，粒子就可以將作用在其上的紫外線向各個方向散射，從而減小照射方向的紫外線強度。此外，如果這兩種原料的粒徑過大，塗在面板上會出現不自然的白化現象。因此納米級微粒與通常尺寸相比有著顯著的優勢。另外比較兩者的紫外吸光曲線，可以發現阻隔UVB的效果納米二氧化鈦更好，而阻隔UVA（335-380nm）的效果納米氧化鋅更好。
納米氧化鋅和二氧化鈦都是穩定的化合物，可以提供廣譜的紫外保護（UVA和UVB）。納米氧化鋅甚至還有抗菌和抗炎的作用，幾乎在各國對防晒劑的評價中都是目前為止最安全有效的成分。但它們特別小的尺寸，使得它們有更高的化學活性，也可能被人體吸收，從而對人體和環境有著潛在的危害，因此對於納米級氧化鋅和二氧化鈦的使用還存在著很大的爭議。比如歐盟在2000年時發報告說納米二氧化鈦是安全的，不會被面板吸收，沒有細胞毒性、光毒性和遺傳毒性。2004年的時候說納米氧化鋅會被吸收，而且可能會引起DNA損傷。澳大利亞在2006年一份綜述中稱不認為納米粒子在面板中有吸收。而美國DNA1999年批准氧化鋅的使用，但認為納米氧化鋅存在安全問題而不允許使用，而在2006年批准納米氧化鋅作為一個新的有效成分。
納米微粒最令人擔憂的地方就是它會釋放出自由基，這會增加氧化壓力，從而損傷體內的蛋白、酯類和DNA。鈦產生的氫氧自由基可能會對DNA和細胞產生損傷，鋅產生氫氧自由基可能會損害面板中的DNA和細胞結構。另外，當你抹了防晒霜洗臉或是游泳，又或者是使用帶防晒係數的脣膏，就存在著很大的可能將其中含有的納米級的防晒劑直接通過吃下去，這樣人體是可以直接吸收的。有研究表明腸子能夠吸收二氧化鈦粒子的直徑在150-500nm（略高於納米水平，相當於微米粒子，這種尺寸的粒子防晒劑中也有使用），隨後這些粒子還可以到達肝臟和脾臟。關於納米粒子是否能通過面板直接進入血液還存在爭議。通過在動物和人手上的實驗表明，納米二氧化鈦不吸收，納米氧化鋅有1.5-2.3%的吸收。但也有人認為人手上的面板遠比嘴脣、眼瞼、大腿內側、腋下等地方要厚實的多，而且如果面板破損處的吸收狀況也會不同，很快下結論這兩種粒子幾乎零吸收是過於草率的，缺乏更多的實驗證據。
基於以上種種，納米粒子的使用還有著很大的爭議，一方面以其卓越的防晒效能讓人愛不釋手，另一方面又因為可能造成的未知危害而裹足不前。但很重要的一點就是目前的產品標註上不會寫明產品中使用的是普通二氧化鈦、氧化鋅還是納米級的，完全不給人以選擇的餘地（國內就不說了，連含不含這些物質都不知道），頗有些強盜邏輯的味道。