防曬霜按照作用原理的不同，分為物理性防曬劑和化學性防曬劑。

本質上是用不透光物質做成的非常細的顆粒，可以反射或散射紫外線，使之不能進入肌膚，可廣譜地防護UVA和UVB。主要有二氧化鈦、氧化鋅、滑石、氧化鎂、碳酸鈣和白陶土等。物理性防曬劑的優點是安全性好，不容易過敏，比較適合兒童和敏感型皮膚。缺點是比較厚重，涂在面部容易發白，比較不自然。

是紫外線的吸收劑，主要是化學合成的脂類。可以吸收紫外線，使其能量衰減掉，無法到達皮膚。化學性防曬的成份有很多，可以吸收UVB或UVA。常用成分對氨基苯甲酸鹽（PABA）及其衍生物、肉桂酸酯類、水楊酸酯類、苯酮類、Mexoryl SX、Tinosorb等。化學防曬劑的優點是質地輕薄，透明感好，但有一定的刺激性。有的防曬霜有刺眼睛的感覺，主要是其中化學防曬劑的刺激作用。另外，有些人可能會對防曬霜過敏，主要是對化學防曬劑成分PABA過敏，PABA是很容易過敏的化學防曬劑，很多產品選擇不再添加這個成分。

因為兩種防曬劑各有優缺點，為了達到更好的防曬效果，化妝品大多數都是同時含有兩種防曬劑，因配方不同而有不同的劑型，如霜、露、噴霧、蠟棒等。

現在多數防曬霜都是廣譜的，即同時防護UVA和UVB，標注有SPF和PA值。為了使其中的防曬成分更好地與皮膚結合，發揮最好的防曬效果，防曬霜要提前20分鐘使用。另外，防曬霜一定要及時補擦，如果是戶外的大強度運動，最好能夠每隔2～4個小時補一次。