物理防晒剂指使用后能够反射紫外线的物质，使用后减少了紫外线直接进入皮肤的机会。目前使用最多的是二氧化钛、氧化锌等，研究表明氧化铈虽然也有防晒作用，但目前未列人我国化妆品卫生规范。
氧化锌和二氧化钛粉剂，反射紫外线的效果肯定且安全系数高。在欧洲目前允许的26种日光防晒剂中，矿物质的物理防晒剂仅允许二氧化钛；而美国卫生标准中支持氧化锌和二氧化钛。中国《化妆品卫生规范》认可的28种防晒成分中，氧化锌和二氧化钛的浓度均不超过25%。此外二氧化钛也是常用的白色无机颜料，其遮盖力很强，常规添加二氧化钛粉剂的防晒制品涂抹后导致局部发白。目前超微粒二氧化钛的出现解决了涂抹后局部皮肤发白的问题，是化妆品中使用物理防晒的主流。
物理防晒剂最大的优点是性质稳定，不会出现光降解的现象。缺点主要是微粒均匀分布的问题，特别是为了获得高SPF，产品中必须添加大量的二氧化钛或氧化锌，这些无机物粉剂的含量越高，手感越差，延展性以及涂抹后成膜的性能越差。有许多人因为使用防晒产品后觉得脸上不舒服，从而尽量避免使用，很大程度影响防晒的效果。
化学防晒剂的作用机制是吸收紫外线的能量，从而消除紫外线对皮肤的伤害。化学防晒剂容易溶解于油相，即使添加量较大的情况下，总体感觉还是比物理防晒剂更加清爽。不同化学防晒剂的紫外线特征吸收峰不同，合理组合使用不同种类的化学防晒剂可以使防晒产品对于UV的防护充分且全面。
当然，化学防晒剂的缺点也非常明显，那就是在紫外线作用下会发生分解，即“光降解”。由于光降解现象，化妆品配方中必须添加较高浓度的化学防晒剂来保证使用时获得足够的SPF值。另外，光降解后的小分子更易被皮肤吸收，可能会刺激皮肤出现不良反应。
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